Система електропривода з сумуючим підсилювачем

Рівняння електромеханічної характеристики двигуна в замкненій системі регулювання залежить від зворотних зв’язків. На рис.5 наведена функціональна схема системи, яка складається з задавача швидкості ЗШ, сумуючого операційного підсилювача ПО, керованого випрямляча ВК з системою керування СК, подільника напруги , давача струму ДС і двигуна.

Рисунок 5. Функціональна схема системи регулювання з від’ємним зворотним зв’язком за напругою і додатним зворотним зв’язком за струмом

Наведемо рівняння, якими описується електромеханічна характеристика системи електропривода з сумуючим підсилювачем:

/7.1/

де коефіцієнти передачі підсилювача і силового перетворювача; еквівалентний опір перетворювача; – коефіцієнти зворотних зв’язків за напругою, струмом.

Розв’язавши систему рівнянь /7.1/ відносно швидкості, одержують рівняння електромеханічної характеристики :

/7.2/

Вихідними даними для розрахунків коефіцієнтів, які входять в рівняння /7.2/, є задані технічними умовами діапазон регулювання і статизм нижньої електромеханічної характеристики. Діапазон регулювання , де і швидкості ідеальних холостих ходів, що відповідають натуральній і нижній електромеханічній характеристиці. Нижню межу регулювання визначає заданий відносний перепад швидкості, який називається статизмом, при зміні навантаження від нуля до номінального. Отже, статизм замкненої системи регулювання:

/7.3/

Підставивши в рівняння /7.3/ , одержують :

рад/с /7.4/

рад/с /7.5/

Формула /7.4/ показує, що перепад швидкості на нижній характеристиці залежить від діапазону регулювання і статизму. Ця залежність і є вихідною в подальших розрахунках параметрів систем автоматизованого регулювання.

Розглянемо основні системи стабілізації швидкості електропривода.

Коефіцієнт зв’язку за струмом вибирають із умови:

. /7.6/

Тоді:

/7.7/

де коефіцієнт підсилення розімкненої системи.

Якщо коефіцієнт вибрати із умови , то

/7.6а/

При цьому система стає астатичною і

/7.7а/

Визначивши за формулою /7.4/ і номінальне падіння швидкості двигуна в розімкненій системі за формулою /7.5/, знаходимо коефіцієнт підсилення розімкненої системи:

/7.8/

Підставивши в /7.7/ і , одержують вираз для обчислення коефіцієнта зворотного зв’язку за напругою:

/7.9/

Коефіцієнт передачі керованого випрямляча визначають з уніфікованої характеристики (рис.4), прийнявши рівною номінальній напрузі двигуна і .

Коефіцієнт передачі керованого випрямляча вираховують із умови роботи привода на мінімальній швидкості. За цієї умови ; і згідно графіка відповідає . Тоді:

, /7.10/

де напруга керування, яка відповідає . Згідно рис.4:

Коефіцієнт підсилення підсилювача .

Оскільки , а також , то можна зробити перевірку:

138=138

Отже, коефіцієнти обраховано правильно.

Коефіцієнт зворотного зв’язку за струмом обчислюють за виразом /4.6/ або за /4.6а/.

Дані коефіцієнти рівні між собою, що ще раз підтверджує правильність наших обрахунків.

Для реалізації зворотного зв’язку за напругою використовують подільник з опором . Щоб знайти опори подільника і (рис.5), задаються струмом в ньому, наприклад . Тоді

Отже, опір кОм.

Обчисливши потужності резисторів і , за каталогом підбираємо відповідні резистори.

Для створення зворотного зв’язку за струмом використовують опір додаткових полюсів. У цьому випадку . Оскільки , то напругу зворотного зв’язку подають на вхід операційного підсилювача через резистор , опір якого менший опору резистора в каналі задаючої напруги у разів (рис.5), тобто

раза. Звідси

Потужність цього резистора буде рівною: