I.5.2. Астатическая САР напряжения генератора

Когда статическая ошибка недопустима или нежелательна, переходят к астатическому регулированию. Рассмотренную выше статическую САР напряжения генератора достаточно легко можно превратить в астатическую следующим образом (рис. I.17).

Рис. I. 17. Принципиальная электрическая схема

астатической САР напряжения генератора.

По сравнению с рис. I.14 здесь добавлено:

Д – двигатель постоянного тока,

ОВД – обмотка возбуждения двигателя,

П2 – потенциометр,

РЕД- редуктор.

В отличие от статической САР напряжения генератора, когда обмотка возбуждения ЭМУ запитывалась напряжением с выхода электронного усилителя, в астатической САР на эту обмотку подаётся напряжение от постороннего источника U₂.

Функциональная схема астатической системы приведена ниже (рис. I.18).

Рис. I. 18. Функциональная схема астатической

САР генератора напряжения.

Здесь в зависимости от того, применен линейный или круговой потенциометр П2, через переменные y и j обозначены либо линейные перемещения либо углы поворота, соответственно, двигателя и редуктора.

В установившемся режиме напряжение на зажимах генератора U_г , а также токи I_г , I_эму постоянны. Это возможно только в случае, когда двигатель Д не вращается, т.е.

.

Иными словами, установившейся режим в астатической системе возможен только тогда, когда статическая ошибка равна нулю, т.е. при U_г = U_зд.

Пусть теперь в некоторый момент нагрузка на генератор изменилась, допустим, ток нагрузки I скачком вырос. Тогда согласно формулам (I.5.1) и (I.5.2) в первый момент напряжение U_г скачком уменьшится, а невязка DU скачком возрастёт, поэтому двигатель начнёт вращаться, перемещая движок потенциометра П2 так, чтобы I_эму, а, следовательно, и I_г и U_г возрастали. До каких пор будет возрастать напряжение генератора U_г? Очевидно, до достижения равенства U_г =U_зд, ибо только в этом случае DU станет равным нулю и двигатель остановится. Таким образом, какая бы ни была нагрузка, двигатель будет останавливаться в разных положениях, но всегда обеспечивая равенство нулю статической ошибки DU, т.е. U_г = U_зд . В статической системе статическая ошибка принципиально не могла быть равной нулю, ибо при этом напряжение генератора U_г равнялась бы нулю, а не U_зд .

В астатической системе, как мы выяснили, статическая ошибка равна нулю, однако на практике напряжение генератора U_Г отличается от заданного значения U_зд на некоторую, обычно небольшую, величину, заданную на рис. I.19 заштрихованной областью, обусловленную не изменением нагрузки, а инструментальными ошибками САР.