Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Системы управления с отрицательной обратной связью по скорости. ⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 4
Структурная схема замкнутой системы с жесткой отрицательной обратной связью по скорости ДПТ показана на рис. 3.19, а. Ее основу составляет разомкнутая схема П Д. На валу ДПТ находится датчик скорости – тахогенератор ТГ (BR), выходное напряжение которого Uтг, пропорциональное скорости ДПТ w, является сигналом обратной связи. Коэффициент пропорциональности g носит название коэффициента обратной связи по скорости и определяется данными тахогенератора. Сигнал обратной связи Uтг=Uо, с сравнивается с задающим сигналом скорости Uз, с, и их разность в виде сигнала рассогласования (ошибки) Uвх. подается на вход дополнительного усилителя У, который с коэффициентом ky усиливает сигнал рассогласования Uвх и подает его в виде сигнала управления Uy на вход преобразователя П. В целях получения формул для характеристик ДПТ в замкнутой системе воспользуемся выражениями (3.30) и (3.31) характеристик разомкнутой системы, а также следующими соотношениями: (3.35) (3.36) Заменяя в (3.30) и (3.31) последовательно Uy на его выражение из (3.36) и далее Uвх, на его выражение из (3.35), после несложных преобразований получаем следующие формулы для характеристик ДПТ в замкнутой системе: (3.37) (3.38) где с=kФном; –общий коэффициент усиления системы. Для анализа жесткости получаемых характеристик сопоставим перепады скорости в разомкнутой Dwр и замкнутой Dwз системах при одном и том же токе или моменте. Согласно (3.30), (3.31), (3.37) и (3.38) имеем (3.39) (3.40) Так как kc> 0, то всегда Dwз< Dwр, т.е. жесткость получаемых характеристик в замкнутой системе больше жесткости характеристик в разомкнутой системе. Это показано на рис. 3.19, б, где для сравнения приведены характеристики ДПТ в разомкнутой (прямая 3) и замкнутой (прямая 2) системах. На этом же рисунке приведены характеристики замкнутой системы при меньших значениях задающего сигнала Uз, с (прямые 4 и 5), которые располагаются параллельно характеристике 2. Для нахождения предельной по жесткости характеристики будем увеличивать коэффициент усиления системы kс. Из (3.40) видно, что при kс®¥ Dwз®0, т.е. в пределе в данной замкнутой системе может быть получена абсолютно жесткая характеристика. Эта характеристика изображена на рис. 3.19, б в виде штриховой линии 1. Отметим, что абсолютно жесткая механическая характеристика на практике не реализуется из-за существенного ухудшения при этом динамики электропривода. Предельные коэффициенты усиления и обратных связей ограничиваются по условиям получения заданных динамических свойств электропривода. Рассмотрим физическую сторону процесса регулирования скорости в данной системе. Предположим, что ДПТ работает в установившемся режиме с некоторой скоростью и по каким-то причинам увеличился момент нагрузки Мс. Так как развиваемый ДПТ момент стал меньше момента нагрузки, его скорость начнет снижаться и соответственно будет снижаться сигнал обратной связи по скорости Uтг. Это, в свою очередь, согласно (3.35) вызовет увеличение сигналов рассогласования Uвх и управления Uу и приведет к повышению ЭДС преобразователя, а следовательно, и скорости ДПТ. При уменьшении момента нагрузки обратная связь действует в другом направлении, приводя к снижению ЭДС преобразователя. Таким образом, благодаря наличию обратной связи осуществляется автоматическое регулирование ЭДС преобразователя и тем самым подводимого к ДПТ напряжения, за счет чего получаются более жесткие характеристики электропривода. В разомкнутой системе при изменении момента нагрузки ЭДС преобразователя не изменяется, в результате чего жесткость характеристик электропривода оказывается меньше.
37. Системы управления с ОС по напряжению якоря. б) Замкнутая система П–Д с отрицательной обратной связью по напряжению ДПТ Структурная схема замкнутой системы с отрицательной обратной связью по напряжению показана на рис 3.20, а. Датчиком напряжения в системе служит потенциометр Ru, с которого снимается сигнал обратной связи по напряжению Uo, c=aU, где a –коэффициент обратной связи. Сигнал рассогласования Uвх определяется как (3.41) Используя (3.30) и (3.31), с учетом (3.36) и (3.41) получаем следующие выражения для характеристик ДПТ: (3.42) (3.43) где – общий коэффициент усиления системы. Для оценки жесткости получаемых характеристик вновь сопоставим перепады скорости разомкнутой Dwр [см. (3.39) ] и замкнутой Dwз систем (3.44) Так как kс> 0, то Rп/(1+kс)< Rп и Dwз< Dwр, т.е. жесткость характеристик в замкнутой системе выше, чем в разомкнутой. Это отражено на рис. 3 20, б, где прямая 3отображает характеристику разомкнутой, а прямая 2– замкнутой систем электропривода. Здесь же показаны характеристики при меньших значениях задающего сигнала скорости (прямые 4 и 5), которые располагаются параллельно характеристике 2. Для нахождения предельной по жесткости характеристики в рассматриваемой замкнутой системе устремим ее общий коэффициент усиления kс в бесконечность. Из (3.44) следует, что при kс®¥ Dwз®IRя/с, т.е. перепад скорости в пределе равен перепаду скорости на естественной характеристике ДПТ, когда он питается от источника с нулевым внутренним сопротивлением. Таким образом, предельной по жесткости характеристикой в замкнутой по напряжению системе является естественная характеристика ДПТ, изображенная на рис. 3.20, б прямой 1. Это объясняется тем, что обратная связь по напряжению в предельном случае при kс®¥ обеспечивает постоянство напряжения U на выводах ДПТ или, что то же самое, полную компенсацию падения напряжения на внутреннем сопротивлении преобразователя R П Аналогичное положение характерно и для предыдущей системы, в которой обратная связь по скорости в предельном случае при kс®¥ обеспечивала постоянную скорость ДПТ. Физическая сторона процесса регулирования скорости заключается в следующем. При изменениях момента нагрузки Мс на валу ДПТ, например при его увеличении, увеличивается ток якоря I и за счет увеличения внутреннего падения напряжения в преобразователе снижается напряжение U на якоре ДПТ В соответствии с (3.41) это вызовет увеличение сигналов рассогласования Uвх и управления Uy. В свою очередь, это приведет к росту ЭДС преобразователя и компенсации снижения напряжения на выводах ДПТ. Таким образом, и в рассматриваемой системе сущность получения жестких характеристик заключается в автоматическом регулировании ЭДС преобразователя.
|
Последнее изменение этой страницы: 2017-03-15; Просмотров: 431; Нарушение авторского права страницы