Регулирование координат в замкнутых структурах

Наличие в электроприводе управляемого преобразователя, питающего якорную цепь или цепь возбуждения, имеющего один или несколько входов и достаточно высокий коэффициент передачи, открывает широкие возможности формирования требуемых искусственных характеристик за счет замыкания системы, т.е. подачи на вход как задающего сигнала, так и сигнала обратной связи по координате, которая должна регулироваться.

Принцип действия замкнутых систем автоматического регулирования координаты рассмотрим на нескольких простейших примерах.

Система УП-Д, замкнутая по скорости

Если жесткость характеристик в разомкнутой системе УП-Д оказывается недостаточной для какого-либо технологического процесса, она может быть повышена посредством замыкания системы по скорости, т.е. использования отрицательной обратной связи по скорости - рис. 3.21,а.

a) б)

Рис. 3.21. Схема (а) и характеристики (б) электропривода постоянного

тока, замкнутого по скорости

К разомкнутой системе (рис. 3.20,а) добавлен измерительный орган - тахогенератор ТГ, сигнал которого Е_ТГ = gw сравнивается с задающим сигналом U’_з, а разность U’_з - gw подается на вход преобразователя (отрицательная обратная связь по скорости). Благодаря этому ЭДС преобразователя теперь определяется не только заданием, но и фактической скоростью вращения. Пусть привод работал в т. 1 (рис. 3.21,б) а затем момент сопротивления увеличился до значения М_с2. В разомкнутой схеме этому изменению соответствовала бы точка 2’, так как изменение М_с не приводило бы к изменению ЭДС преобразователя. В замкнутой системе уменьшение скорости повлечет за собой рост входного сигнала

U_вх = U’_з - gw, (3.21)

то есть Е_п, следовательно, при М_с2 привод перейдет на характеристику, соответствующую Е_п2>Е_п1 и будет работать в точке 2. В рассматриваемой схеме , так как увеличение U_вх, а значит и Е_п возможно лишь за счет некоторого уменьшения . Такие системы называют статическими, в отличие от астатических, где .

Получим уравнение механической характеристики в замкнутой системе. Для этого в уравнение (3.20) для разомкнутой системы подставим уравнение замыкания системы (3.21) и получим после простых преобразований:

. (3.22)

Приравнивая выражение для в замкнутой и разомкнутой системах, будем иметь:

,

то есть для получения одной и той же задающее напряжение в замкнутой схеме должно быть взято большим.

Сравнив выражение для , получим:

,

то есть перепад скорости при одинаковых нагрузках в замкнутой системе уменьшился в раз.