Система двухзонного регулирования скорости

Применяется в тех случаях, когда требуется обеспечить работу электродвигателя со сверхноминальной скоростью. Такой режим работы электродвигателя предусмотрен в ряде серийно выпускаемых комплектных электроприводов типа ЭПУ1-2Д, КТЭ и др. Управление ДПТ осуществляют по цепям якоря и возбуждения, причем в обеих зонах задающим воздействием является лишь напряжение задания скорости. В первой зоне диапазон регулирования ограничен номинальным значением скорости, во второй – максимальным для данного типа электродвигателя. В табл. 7.1. приведены области изменения основных координат системы двухзонного регулирования скорости в обеих зонах.

Таблица 7.1. Области изменения координат САР скорости

Параметр	w	M	e д	Ф
1-я зона	w £ w н	M £ M н	e д £ e дн	Ф = Ф н
2-я зона	w > w н	M < M н	e д = e дн	Ф< Ф н

Изменение координат электропривода в функции скорости двигателя представлено на рис. 7.9. В первой зоне магнитный поток двигателя поддерживается номинальным, допустимое длительное значение электромагнитного момента равно номинальному. Во второй зоне постоянным поддерживается э.д.с. двигателя, а магнитный поток и момент двигателя изменяются в обратно пропорциональной зависимости от скорости, поскольку e _д = С _е Фw, M = С _м Ф i. Таким образом, применение двухзонного регулирования целесообразно в тех случаях, когда момент нагрузки механизма на верхних скоростях значительно меньше, чем на скоростях ниже номинальной. При этом ток якоря и потребляемая мощность двигателя не превышают допустимых значений. Функциональная схема системы двухзонного регулирования скорости приведена на рис. 7.10.

Система управления содержит два взаимосвязанных канала:

– регулирования скорости электродвигателя в обеих зонах;

– стабилизации э.д.с. двигателя на номинальном уровне во второй зоне.

Рис. 7.9. Изменение координат СУ ЭП в функции скорости

Рис. 7.10. Функциональная схема системы двухзонного

регулирования скорости

В первой зоне регулирования скорости э.д.с. двигателя ниже номинального значения. Модуль напряжения обратной связи по э.д.с. меньше напряжения задания номинальной э.д.с., т. е. / U _дэ / < U _зэ,н. При этом регулятор э.д.с. (РЭ) находится в режиме насыщения, причем его блок ограничения (БО) формирует задание номинального тока возбуждения (магнитного потока) двигателя.

Во второй зоне w > w _н, а следовательно, в динамике возникает ситуация, когда / U _дэ / > U _зэ,н. РЭ выходит из режима ограничения, снижает U _зтв, а значит, ток возбуждения и магнитный поток двигателя. В итоге э.д.с. двигателя стабилизируется на номинальном уровне, а магнитный поток устанавливается на уровне, обратно пропорциональном скорости двигателя.

Датчик э.д.с. реализован на основе измерения напряжения на якоре и тока якоря двигателя. Делительное устройство (ДУ), установленное на выходе РС, обеспечивает оптимальную настройку контура регулирования скорости за счет деления U _рс на сигнал, пропорциональный текущему значению магнитного потока.

Настройку контуров канала регулирования скорости производят так же, как в системе с однозонным регулированием (см. раздел 7.1). Настройку контуров регулирования канала стабилизации э.д.с. производят на ТО. Передаточная функция оптимального регулятора тока возбуждения имеет вид [11]:

,

где R _в , T _в – активное сопротивление и постоянная времени цепи обмотки возбуждения двигателя;

T _в,т – постоянная времени контура вихревых токов, T _в,т» 0,1 T _в;

T _mв – эквивалентная малая постоянная времени замкнутого контура регулирования тока возбуждения, T _{m в}» T _тпв;

K _тпв, T _тпв – коэффициент передачи и постоянная времени тиристорного возбудителя – ТПВ;

K _в – коэффициент обратной связи контура регулирования тока возбуждения.

Передаточная функция оптимального регулятора э.д.с. имеет вид [11]:

где T _{m э} – эквивалентная малая постоянная времени замкнутого контура регулирования э.д.с. двигателя, T _{m э}» 2 T _{m в};

K _в,э– коэффициент передачи цепи “ток возбуждения – э.д.с. двигателя”, K _в,э = D e _д / D i _в = w _в K _ф С _е w _н.

Если измерение э.д.с. двигателя производится с малой инерцией, т.е. T _я,ц » 0, например с применением тахометрического моста, то регулятор э.д.с. имеет И-структуру.

Дата добавления: 2014-11-29