Замкнутая схема электрического привода с двигателями постоянного тока с обратными связями по скорости и току
Эффективное и качественное регулирование координат в системе П - Д обеспечивает принцип подчиненного регулирования, реализуемый по структурной схеме, приведенной на рис. 11.4. Напомним, что этот принцип предусматривает регулирование каждой координаты с помощью своего отдельного регулятора и соответствующей обратной связи, т. е. регулирование каждой координаты происходит в собственном замкнутом контуре и требуемые характеристики ЭП в статике и динамике можно получить за счет выбора схемы и параметров регулятора этой координаты и цепи ее обратной связи.
Управление внутренним контуром с помощью выходного сигнала внешнего контура определяет еще одно ценное свойство таких систем. Оно заключается в возможности простыми средствами ограничивать любую регулируемую координату, например ток и момент, на заданном уровне. Для этого требуется всего лишь ограничить сигнал, поступающий с внешнего контура.
Рассмотрим схему ЭП (рис. 11.26, а) с подчиненным регулированием, выходной регулируемой координатой которой является скорость. Управляющая часть схемы состоит из двух замкнутых контуров: контура регулирования тока (момента), содержащего регулятор тока РТ и датчик тока ДТ, и контура регулирования скорости, содержащего регулятор скорости PC и датчик скорости (тахогенератор) 77".
Регуляторы тока и скорости в большинстве схем ЭП этого типа выполняются на базе операционных усилителей. Включение в цепь задающего сигнала скорости i/ic регулятора скорости PC и его обратной связи резисторов RI и R обеспечивает изменение (усиление или ослабление) этого сигнала с коэффициентом к = R J R1. Аналогично изменение сигнала обратной связи по скорости U с происходит с коэффициентом к2 = Rocl/R2. Такой регулятор получил название пропорционального регулятора скорости.
При включении в цепь ОУ конденсаторов (реактивных электрических элементов) его функциональные возможности по преобразованию электрических сигналов становятся шире. Так, включение в цепь обратной связи регулятора тока РТ конденсатора С последовательно с резистором Roc2 позволяет получить на выходе РТсигнал в виде суммы двух составляющих:
где ку к4 - коэффициенты усиления сигналов.
Здесь сигнал U содержит пропорциональную и интегральную составляющие входного сигнала U , т.е. РТявляется в этом случае пропорционально-интегральным (П - И) регулятором.
По каким же критериям и условиям выбираются схема и параметры цепей того или иного регулятора? Основным условием здесь является желаемый (заданный) характер переходных процессов при регулировании координат. Из всех возможных их видов обычно выбираются переходные процессы с затухающими колебаниями (см. рис. 11.26, б), что является оптимальным в том смысле, что позволяет обеспечить устойчивость этих процессов при небольших длительностях и перерегулированиях.