СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ

Формирование прямоугольной токовой диаграммы с помощью задатчика интенсивности в схеме с отрицательной обратной связью по напряжению на якоре

Рассмотрим сначала схему с интегральным задатчиком ин­тенсивности. Структурная схема электропривода изображена на рис. 2.11 а. Напряжение изи выхода задатчика интенсивности ЗИ поступает на вход преобразователя П. охваченного отрица­тельной обратной связью по напряжению на якоре ОН с коэффи­циентом усиления Кон • Двигатель Д, как и в предыдущих случа­ях, представлен реальным дифференцирующим звеном.

Для оценки динамических возможностей рассматриваемого способа формирования переходного процесса обратимся к час

в)

тотным характеристикам электропривода (рис. 2.11 б). Здесь ре­зультирующая частотная характеристика Ц системы электропри­вода получается суммированием частотных характеристик звеньев ЗИ, КРН (получается охватом преобразователя П звеном ОН) и Д; Li = Lsh + Lkph + Lд. С помощью интегрального задатчи­ка интенсивности удается обеспечить постоянство поддержания тока якоря на установившемся участке разгона привода. Динами­ческий ток якоря двигателя при разгоне

!м * (Тд / Тзи Кон ) • Ubx.

Из кривой видно, что правая граница полосы равномерного пропускания частот никогда не превосходит значения сої = 1 / Тм. т. е. даже при самой идеальной настройке схемы управления время нарастания тока якоря до полного значения (кривая 1, рис.

2.11 в) составит

Ьл > (3 ..4) ♦ Тм.

Причина состоит в том, что схема с обратной связью по на­пряжению на якоре двигателя стремится поддержать величину напряжения и* в строгом соответствии с напряжением на выходе задатчика Us^. В идеальном случае, соответствующем безынер­ционному контуру регулирования напряжения, получим точное воспроизведение кривой Up желаемого напряжения и3и, изме­няющегося по линейному закону. ЭДС двигателя (и его скорость вращения п) в силу электромеханической инерции привода будет отставать во времени от кривой Up. Время установления процес­са составляет, как известно, (3...4) • Тм.

Чтобы иметь идеально прямоугольную токовую диаграмму, необходимо напряжение Up в начальный момент переходного процесса изменить скачком на величину! д • Rp. В этом случае учитывается влияние электромеханической инерции привода, проявляющееся в неизбежном рассогласовании Up и Ед на ве­личину падения напряжения в якорной цепи.

Для получения начального скачка напряжения 11я можно ин­тегральный задатчик интенсивности заменить на интегро - пропорциональный с передаточной функцией

W3n (р) - (1 + р) / Тзи р = 1 / Тзи р + Кзи ■

Здесь величину коэффициента усиления Кзи пропорциональ­ного канала в ЗИ следует принимать в соответствии с требуемым скачком напряжения 11я в начальный момент переходного про­цесса. Для этого необходимо выбрать Ti = Тм, чему соответ­ствует Кзи = Ті/Тзи = Тм/Тзи-

Частотная характеристика L5 = L3n + 1_д с интегро - пропорциональным задатчиком интенсивности, начиная с часто­ты сої = 1/ Тм, идет не наклонно, как было в схеме с интеграль­ным задатчиком интенсивности, а горизонтально за счет влияния пропорционального канала. В итоге на частотной характеристике всего электропривода L2 полоса равномерного пропускания час­тот увеличивается вправо до частоты среза контура регулирова­ния напряжения. На кривой переходного процесса тока якоря в этом случае наблюдается увеличение крутизны переднего фрон­та при сохранении неизменной величины динамического тока на участке установившегося режима разгона (кривая 2, рис. 2.11 в).

Увеличить полосу равномерного пропускания частот на ЛАЧХ электропривода с интегральным ЗИ можно также, введя в канал ОН фильтр с постоянной времени То = Тм.

В этом случае, как следует из характеристик!_з, L и L5, уве­личивается полоса равномерного пропускания частот на ЛАЧХ Ц электропривода. ЛАЧХ преобразователя П, охваченного инер - ционной обратной связью, начиная с частоты со = 1 / Тм, подни­мается вверх с единичным наклоном, нейтрализуя тем самым неблагоприятное влияние электромеханической инерции приво­да на правочастотную часть ЛАЧХ электропривода (кривые LA и Ь рис. 2 116).

Механизм благоприятного влияния инерционности в канале обратной связи на характер кривой тока якоря в начале процесса объясняется тем. что за счет влияния этой инерционности сигнал

обратной связи по напряжению отстает во времени по сравнению со случаем безынерционной обратной связи. Поэтому во время переходного процесса разгона привода напряжение на якоре двигателя и* имеет перерегулирование по отношению к сигналу изи, которое и учитывает падение напряжения в якорной цепи двигателя, равное 1д • Яд. Переходный процесс тока якоря пред­ставлен в этом случае кривой 3 (рис. 2.11 в).

Заметим, что благоприятное влияние фильтра в канале об­ратной связи на форму кривой тока якоря проявляется лишь в том случае, если сон > 1 / Тм, где <х>н - частота среза контура ре­гулирования напряжения.