Системы с суммирующим усилителем

В системах с суммирующим усилителем стабилизация скорости ЭП или момента обеспечивается за счет использования непрерывных и задержанных ОС. В приводах постоянного тока применяются три основные жесткие ОС:

1) по скорости;

2) по напряжению питания ЭД;

3) по току ЭД.

На практике чаще встречаются системы стабилизации скорости. В них используют ООС по скорости, ООС по напряжению и ПОС по току. В системах стабилизации момента, наоборот, используют ПОС по скорости и напряжению и ООС по моменту [4, 9].

Изобразим функциональную схему ЭП с суммирующим усилителем и тремя основными ОС (рис 2.4).

Системы с суммирующим усилителем - student2.ru

Рис.2.4. Функциональная схема электропривода с суммирующим усилителем

На схеме (рис 2.4):

ЗС (SR) – задатчик скорости

У (A) – суммирующий усилитель

П (U) – преобразователь

М – двигатель

ДС (BR) – датчик скорости

ДН (UV) – датчик напряжения

ДТ (UA) – датчик тока.

Работа ЭП в установившихся и переходных режимах при инерционном преобразователе и постоянном магнитном потоке ЭД описывается системой уравнений (2.1):

Системы с суммирующим усилителем - student2.ru Системы с суммирующим усилителем - student2.ru (2.1)

Здесь Системы с суммирующим усилителем - student2.ru - напряжения задания, ОС, управления и управления преобразователем;

Системы с суммирующим усилителем - student2.ru - коэффициенты усиления (промежуточного) суммирующего усилителя и преобразователя;

Системы с суммирующим усилителем - student2.ru - ЭДС преобразователя;

Системы с суммирующим усилителем - student2.ru - угловая скорость ЭД;

Системы с суммирующим усилителем - student2.ru - момент и ток ЭД и момент и ток статической нагрузки;

Системы с суммирующим усилителем - student2.ru - коэффициент передачи ЭД по скорости;

Системы с суммирующим усилителем - student2.ru - коэффициент ЭД по моменту;

Системы с суммирующим усилителем - student2.ru - постоянная времени преобразователя;

Системы с суммирующим усилителем - student2.ru - суммарные сопротивление и индуктивность силовой якорной цепи УП-Д, включающие Системы с суммирующим усилителем - student2.ru и сопротивления и индуктивности других элементов якорной цепи;

Системы с суммирующим усилителем - student2.ru - момент инерции ЭП с учетом момента инерции ЭД и приведенного к валу ЭД момента инерции механизма Системы с суммирующим усилителем - student2.ru ;

Системы с суммирующим усилителем - student2.ru - коэффициенты передачи ОС.

Датчики ОС обычно полагают безынерционными. В качестве датчиков ОС в системах ЭП используют тахогенераторы, делители напряжения, шунты или трансформаторы тока.

Решая систему уравнений, для замкнутой системы ЭП, мы получим дифференциальное уравнение, описывающее всю систему в целом. В общем виде его можно представить так:

Системы с суммирующим усилителем - student2.ru

Обычно это уравнение записывают при одновременном действии всех ОС. В справочниках по автоматизированному ЭП приводятся коэффициенты этого уравнения для различных их сочетаний.

Из общего уравнения легко получить частное, оставив только коэффициенты, действующих в данном приводе ОС.

При расчете динамики используют структурную схему привода, которую можно составить по функциональной схеме при действии всех основных ОС (рис.2.5):

Системы с суммирующим усилителем - student2.ru

Рис.2.5.Структурная схема электропривода

На схеме показаны:

ОС по напряжению на двигателе, полученная как сочетание ОС по ЭДС преобразователя и ОС, учитывающей падение напряжения на внутреннем сопротивлении преобразователя;

ОС по току якоря;

ОС по скорости.

Системы с суммирующим усилителем - student2.ru - передаточный коэффициент ОС по напряжению, токовая составляющая;

Системы с суммирующим усилителем - student2.ru - сопротивление силовой цепи преобразователя.

Дифференциальное уравнение, описывающее систему ЭП, чаще всего находят из анализа структурной схемы, определив ПФ всей системы. Дифференциальное уравнение и ПФ системы при действии любой отдельно взятой ОС можно получить, если оставить на структурной схеме только эту ОС.

На практике для определения ПФ системы используют свернутую структурную схему (рис.2.6), в которой возмущающее воздействие перенесено на вход системы, а токовая ОС на выход.

Системы с суммирующим усилителем - student2.ru

Рис.2.6.Свернутая структурная схема электропривода

На схеме (рис. 2.6) общее воздействие на ЭП:

Системы с суммирующим усилителем - student2.ru ,

где Системы с суммирующим усилителем - student2.ru - управляющее воздействие;

Системы с суммирующим усилителем - student2.ru - возмущающее воздействие;

Системы с суммирующим усилителем - student2.ru - передаточная функция звена, приводящего возмущающее воздействие к входу системы.

Системы с суммирующим усилителем - student2.ru при действии трех основных ОС можно определить так:

Системы с суммирующим усилителем - student2.ru ,

где Системы с суммирующим усилителем - student2.ru ;

Системы с суммирующим усилителем - student2.ru - постоянная времени преобразователя;

Системы с суммирующим усилителем - student2.ru - постоянная времени якорной цепи;

Системы с суммирующим усилителем - student2.ru - постоянная времени якоря ЭД.

В этой схеме уравнениями (2.1) с учетом переноса точек воздействия определяются ПФ:

Системы с суммирующим усилителем - student2.ru - усилителя;

Системы с суммирующим усилителем - student2.ru - преобразователя;

Системы с суммирующим усилителем - student2.ru - ЭД;

Системы с суммирующим усилителем - student2.ru - ОС по напряжению;

Системы с суммирующим усилителем - student2.ru - ОС по току;

Системы с суммирующим усилителем - student2.ru - ОС по скорости.

Общую передаточную функцию системы записывают по отношению к суммарному воздействию системы:

Системы с суммирующим усилителем - student2.ru В этом выражении:

Системы с суммирующим усилителем - student2.ru .

Передаточная функция системы с любой ОС может быть записана в виде:

Системы с суммирующим усилителем - student2.ru . (2.4)

Передаточные функции системы с суммирующим усилителем для случая действия различных ОС приводятся в справочниках по электроприводу.



Наши рекомендации