СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ

Устройств для улучшения формы кривой тока якоря при разгоне электропривода

Как самостоятельное средство формирования переходных процессов последовательные корректирующие устройства не применяются, так как не в состоянии учесть нестабильность па­раметров последовательно включенных элементов схемы, є первую очередь, преобразователя. В сочетании же с обратными

связями такие устройства позволяют улучшать качество пере­ходных процессов.

Эффективность применения последовательных корректи­рующих устройств рассмотрим на примере электропривода с от­рицательной обратной связью по току якоря (рис. 2.9 а).

3 исходном случае, когда последовательное корректирующее звено ПК не введено, можно принять его передаточную функцию

Whk (р) = 1

Замкнутая система электропривода имеет частотную характеристику Li (рис. 2.9 б), а переходный процесс тока якоря при разгоне электропривода после скачкообразного увеличения сигнала U3X соответствует кривой 1 на рис. 2.9 в.

Введем последовательное корректирующее устройство с пе­редаточной функцией

WnK(p)=1 + 1/Тз р = (1 +Тзр)/Т3р,

т. е. в звене ПК параллельно безынерционному звену включим интегрирующее. ЛАЧХ этого звена изображается кривой 1_пк (рис. 2.9 б) и соответствует пропорционально-интегральному (ПИ-) регулятору.

Выберем, ориентируясь пока лишь на упрощение выкладок, величину Т3 равной наибольшей из постоянных времени инер­ционных звеньев прямого канала системы регулирования. В на­шем случае Тз = Тп.

ЛАЧХ прямого канала системы регулирования, в который включены последовательно ПК, П и Д. изображается кривой Ц (рис. 2.9 б). Если теперь эти звенья охватить отрицательной об­ратной связью по току якоря с прежним коэффициентом усиле­ния Кот, то аппроксимированная ЛАЧХ замкнутой системы элек­тропривода изобразится кривой L2.

Сопоставляя кривые Ц и L2, оценим влияние последователь­но включенного ПИ-регулятора на вид ЛАЧХ замкнутой системы электропривода и на характер переходного процесса разгона электропривода. Можно сделать вывод, что включениеГлава 2. Способы формирования процессов пуска

пропорционально-интегрального звена вместо пропорционально­го в прямом канапе контура регулирования тока якоря не изме­няет ни максимума ЛАЧХ системы электропривода, ни правой границы полосы равномерного пропускания частот. При разгоне электропривода после скачкообразного увеличения сигнала за­дания Ubx кривая тока якоря будет иметь в обоих случаях почти одинаковый максимум и одинаковую крутизну переднего фронта. Кривые переходного процесса тока якоря (рис. 2.9 в), рассчитан­ные для тех же параметров, что и ЛАЧХ Li и L2, подтверждают этот вывод.

Причина сохранения неизменным переднего фронта кривой тока якоря при разгоне электропривода состоит в том, что в обо­их случаях характер начального участка процесса определяется сзойствами пропорционального канала как более быстродейст­вующего, влияние же интегрального канала не успевает про­явиться. Из кривой 1_пк также видно, что действие пропорцио­нального канала проявляется в диапазоне средних и высоких частот, а интегрального - только низких. Более того, в большин­стве существующих схем не удается из условий устойчивости контура регулирования выбирать величину Т5 так, чтобы в рай­оне частоты среза контура сот действие интегрального канала в звене ПК преобладало над пропорциональным каналом.

Кривые U и L2 существенно отличаются друг от друга в рай­оне низких частот: при уменьшении со кривая Li понижается, а L2 - идет горизонтально. Будут отличаться и кривые тока якоря: в первом случае ток якоря, достигнув їм, будет постепенно спадать до нуля (кривая 1, рис. 2.9 в), во втором (кривая 2) - поддержи­ваться на неизменном уровне.

Поддержание постоянства тока якоря двигателя при разгоне объясняется введением интегрирующего канала в звене ПК. Из - вестнО; что выходной сигнал такого звена неограниченно возрас­тает. когда сигнал на входе его остается отличным от нуля.

Если теперь на вход контура регулирования тока якоря по­дать скачком сигнал U5X, то установившегося режима, при кото­ром напряжение на выходе ПК постоянно (а следовательно, по­стоянны ЭДС Еп и скорость п), получить не удастся.

Если такой режим предположить, то необходимо, с одной стороны, потребовать равенства нулю результирующего сигнала Uy на входе интегрирующего канала в звене ПК и, значит, UBx = Uot. С другой стороны, условие постоянства скорости вра­щения двигателя П означает равенство нулю тока якоря, а в этом случае

Uot - Кот • 1я = 0 , что противоречит принятым условиям.