Дәріс. Автоматталған электржетектің тұйықталған жүйелері

Талдау көрсеткендей, механикалық сипаттаманың қатаңдығының вентилді түрлендіргішке қатысы аз. Осыған байланысты, тұрақты тоқтағы вентилді электржетектің жүйелерінде жылдамдықты реттеу аумағын кеңейту мақсатында кері байланыс, ал нақты зәкір тогы бойынша дұрыс немесе кернеу мен жылдамдық бойынша теріс байланыс қолданылуы мүмкін.

Жылдамдық бойынша теріс кері байланысты АЭЖ жүйесі 11.1 суретте көрсетілген. 11.1 суреттегі күшейту коэффициентімен К_РС жылдамдық реттегіш ЖР, беру коффициенті бар жылдамдық. Қосындыда алгебралық U_зс жылдамдық бойынша берілген кернеу және U_ДС кернеу жылдамдық беруінен қойылады. Басқару кернеуі мынаған тең:

U_y = (U_зс – U_дс)×к_рс . (11.1)

Түрлендіргіштің ЭҚК түрлендіруіқозғалтқыш ЭҚК-мен және эквивалентті кедергідегі кернеудің құлауымен теңеседі.

Е_п = U_у ×к_п = Е + I×R_Э (11.2)

мұндағы Е = k×Ф_н×ω - ТТҚ зәкірдің ЭҚК-і;

К_П-түрлендіргіштің күшейткіш коэффициенті.

Жылдамдықтың датчигінің кернеуі қозғалтқыш зәкірінің айналу жиілігіне пропорционал

U_дс = к_дс× ω. (11.3)

(11.1), (11.2) және (11.3) теңдеулерінің шешуі теңдеуі жылдамдық бойынша кері байланысты жетектің электрмеханикалық сипаттамасы үшін мынадай түрге келеді, яғни (11.4) өрнегін береді.

(U_зс – к_дс× ω)×к_рс×к_п = k×Ф_н× ω + I×R_Э ,

U_зс×к_рс×к_п + к_дс× ω ×к_рс×к_п = k×Ф_н× ω + I×R_Э ,

(11.4)

мұндағы К_д = 1/kФ_Н – қозғалтқыштың беру коэффициенті.

11.2 суретте жылдамдық бойынша ООС-ты ЭЖ-ң табиғи және жасанды статикалық сипаттамалары көрсетілген. Тұйық жүйеде жылдамдық төмендеуі

және к_дс×к_рс×к_п=0 кезінде алшақтатылған (ажыратылған) жүйеге сәйкес келеді. к_дс×к_рс×к_п → ¥ кезінде (яғни, үлкен күшейту коэффициенттерінде) толық қатаң сипаттаманы (∆ω = 0) алуға болады. Осындай сипаттамаларды жылдамдықтың интегралдық реттегішінен де алуға болады.

11.3 суретте ток бойынша кері байланыстағы ЭЖ көрсетілген. Басқару кернеуі және түрлендіргіш ЭҚК-і былай анықталады

U_y = (U_зТ ± U_дТ)×к_рТ , (11.5)

Е_п = U_у ×к_п = Е + I×R_Э . (11.6)

Ток датчигінің кернеуі қозғалтқыш зәкірінің тоғына пропорционал

U_дТ = к_дТ× I = β×I× R_Э (11.7)

(9.5), (9.6) теңдеулерімен бірге және (9.7) шешілуі (9.8) теңдеуін береді ток бойынша дұрыс және теріс кері байланыстағы жетектің электрмеханикалық сипаттама үшін мынадай түрге ие болады.

(11.8)

мұндағы (+) – ОС дұрысы үшін, (-) – теріс ОС үшін.

Дұрыс кері байланыс кезіндегі ток бойынша жылдамдықтың төмендеуі

және к_дс×к_рс×к_п=0 кезінде алшақта- тылған (ажыратылған) жүйеге сәйкес келеді, к_дТ×к_рТ×β=0 кезінде толық қатаң сипаттама болады, ал к_дТ×к_рТ×β→∞ - ∆ω→-∞ теріс қатаң болады.

Алшақтатылған жүйеге (11.4 суретті қара) қарағанда ток бойынша дұрыс кері байланыс сипаттаманы аса қатаң жасайды.

Ток бойынша теріс кері байланыс жылдамдық кұламасын (перепад) қамтамасыз етеді

және ЭЖ-ң жұмсақ сипаттамаларын жүзеге асыру үшін қолданылады. к_дТ×к_рТ×β=1 кезінде сипаттама алшақтатылған жүйеге сәйкес келеді, ал к_дТ×к_рТ×β→∞ - ∆ω→∞ (толық жұмсақ болады). Бірконтурлы жүйелерде АЭЖ теріс кері байланыста, ереже бойынша, (тоқталған) ұсталған, яғни жұмысқа белгілі бір токтық жүктемеде қолданылады.

ОС тоқталу үшін стабилитрон қолданылады. Тоқты шектеу мақсатымен вентилді түрлендіргіште және қозғалтқыш зәкірінде тоқ бойынша (тоқтық кесік) ұсталған теріс кері байланыс қолданылуы мүмкін.

Бұл жағдайда электржетек экскаваторлық сипаттамада болады. 11.5 суретте жылдамдық пен ток кесігі бойынша екіконтурлы жүйелі теріс кері байланысты электржетектіңфункциялық сұлбасы көрсетілген.

Зәкір тогы өлшемінен тәуелділігінде жетектің екі жұмыс режімі болуы мүмкін:

а) I < I_отс, ½U_дт½< U_{ст VD}.

Жұмыс жасайтын диапазонда бір ғана жылдамдық бойынша теріс кері байланыс жұмыс істейді (тоқ бойынша ОС сигналы (белгісі) күшейткішке түспейді). Онда (R_зс = R_дс кезінде) параметрлер мен сипаттамалар (11.1 – 11.4) теңдеулерімен жазылады.

б) I > I_отс, ½U_дт½> U_{ст VD}.

Токтық бұл аумағында біруақытта жылдамдық реттегішінің кірісінде ОС-ң екі сигналы жұмыс жасайды:

- жылдам (шапшаң) сипаттаманы аса қатаң жасауға тырысатын жылдамдық бойынша сигнал;

- жылдам (шапшаң) сипаттаманы аса жұмсақ жасауға тырысатын ток бойынша белгі.

Қажетті сипаттаманы алу үшін ОС ток бойынша басым (артық) болуы керек. Басқару сигналы мынаған тең

U_y = (U_зс – U_дс – U_дт + U_ст)×к_рс (11.9)

мұндағы U_ДТ = b×I×R_Э – тоқ датчигінің сигналы;

U_СТ – стабилитрон сынауының кернеуі

(11.2), (11.3) және (11.5) теңдеулерін бірге шеше отыра, жетектің ток және жылдамдық бойынша электрмеханикалық сипаттамасының екінші бөлімінің кері байланысы үшін (11.10) теңдеуін аламыз.

[U_зс – ω×к_дс – b×I×(R_a + R_п) + U_ст]×к_рс×к_п = с_е×Ф_н× ω + I×(R_a + R_п),

. (11.10)

Жылдамдық және ток кесігі бойынша кері ОС АЭЖ-ң екіконтурлы жүйесінің статикалық сипаттамалары 11.6 суретте көрсетілген.

Осындай сипаттамаларды түрлендіру үшін СЕЖ-ң мазмұнын құрайтын ток және жылдамдық датчигінің, реттегіштердің, түрлендіргіш параметрлерін есептеу керек.