5. Системи обмеження моменту двигуна

Обмеження моменту двигуна згідно вимог виробничого механізму чи вимог щодо захисту самого двигуна від перевантаження забезпечується системою керування з затриманим від’ємним зворотним зв’язком за моментом. Оскільки момент двигуна постійного струму з незалежним збудженням при сталому магнітному потоці пропорційний струму, то замість затриманого зворотного зв’язку за моментом використовують затриманий зворотний зв’язок за струмом, який називають відсічкою.

Система регулювання зі зворотним зв’язком за напругою і з обмеженням струму якоря.

Для обмеження струму якоря в системі регулювання за напругою і струмом необхідно додатково ввести затриманий від’ємний зв’язок за струмом (стабілітрон VД2) і обмежити напругу на виході першого підсилювача (стабілітрон VД1), щоб додатний зв’язок за струмом при не впливав на систему обмеження струму (рис. 6).

Рисунок 6. Система обмеження струму

При дії відсічки за струмом і обмеженні напруги електромеханічна характеристика буде мати три ділянки. На ділянці 1 характеристика описується рівнянням /4.7/. Підставивши в /4.7/ , обчислюють швидкість , при якій вступить в дію відсічка за струмом. Зазвичай, приймають:

А.

Тоді з рівняння /4.7/:

рад/с /5.1/

Щоб одержати рівняння характеристики на другій ділянці, необхідно два перші рівняння в /4.1/ замінити такими:

/5.2/

де опорна напруга; коефіцієнт від’ємного зворотного зв’язку за струмом; коефіцієнти підсилення підсилювачів.

В проекті необхідно розв’язати систему рівняння /4.1/ з врахуванням /5.2/ і отримати рівняння електромеханічної характеристики на другій ділянці:

. /5.3/

В /5.3/ два невідомі: . Тому для визначення приймемо . Тоді і . Це дозволить зменшити величину , бо в /5.3/ входить добуток . За цієї умови, підставивши в /5.3/ і , отримують вираз для обчислення коефіцієнта зворотного зв’язку за струмом:

/5.4/

Для зменшення приймають А

За відомими , і будують другу ділянку характеристики .

Зазвичай, . Тому при швидкості обмежують напругу на виході першого підсилювача. Швидкість знаходять за /5.3/, підставивши :

Отже друга ділянка електромеханічної характеристики з’єднує точки (61.4 А; 231.97 рад/с) і (70.61 А; 197.18 рад/с).

Напруга обмеження на виході підсилювача ПІ

/5.5/

За величиною підбирають стабілітрон VД1.

При зворотний зв’язок за напругою не буде діяти, система стане розімкненою і електромеханічна характеристика буде описуватись таким рівнянням:

. /5.6//

Підставивши в /5.6/ , одержують вираз для обчислення величини стопорного струму :

А.

Оскылькии , то можна зробити висновок, що розрахунки виконані вірно.

Електромеханічна характеристика зображена на рис. 7

Рисунок 7. Електромеханічна характеристика.

Електромеханічна характеристика електропривода відповіда всім вимогам, отже, розрахунки проведені правильно.