4.4 Регулювання координат в системі джерело струму – двигун (дс-д).

Досі ми розглядали роботу електроприводів, які живляться із джерела ЕРОС або напруги. Вони характеризуються відносно малим внутрішнім опором, внаслідок чого напруга на їх виході під час зміни струму навантаження залишається практично незмінною.

Нові системи ДС-Д дозволяють підтримувати у ДПС НЗ в широкому діапазоні зміни проти-ЕРС - незмінний струм якоря (Ія=const), а керування двигуном здійснюється впливом на коло збудження.

Схему такого індуктивно-ємнісного перетворювача (є джерелом струму) подано на рис. 4.29, а, механічні характеристики при різних магнітних потоках від -Фном. до +Фном. – на рис. 4.29, в.

Рис. 4.29

Перетворювач складається з трьох однакових реакторів і трьох конденсаторів, опір котрих XL і XC відповідно. Вони з’єднані у трикутник, до якого прикладена трифазна лінійна напруга Uл. Точки а, b, c приєднані до входу некерованого випрямляча , навантаженням якого є ДПС НЗ.

Принцип дії перетворювача ґрунтується на явищі резонансу напруг у колі LC. Трифазна система симетрична, тому для кожної фази можна записати такі рівняння:

(4.19)

Реактори та конденсатори підібрані так, що XL= XС= X. Тому з рівняння (4.19) одержимо вираз для струму І2:

(4.20)

Із виразу (4.20) видно, що струм І2, який витрачається на навантаження, зумовлений тільки напругою мережі живлення, параметрами джерела струму і не залежить від параметрів навантаження. Оскільки випрямлений струм Іd=Iя прямо пропорційний діючому значенню струму І2, то при резонансі напруг в колі LC струм якірного кола не залежить від проти ЕРС і опору навантаження; при Uл=const по колу якоря проходить змінний струм Іd=Iя=const. Якщо струм якоря є незмінним, то момент двигуна є пропорційним магнітному потокові . Змінюючи магнітний потік двигуна, можливо регулювати значення і знак моменту. Регулювання магнітного потоку здійснюється зміною струму збудження двигуна.

Характеристики електропривода є абсолютно м’якими (рис. 4.29, б і 4.29, в). Бачимо, що для одержання знакозмінного моменту двигуна у даному електроприводі змінювати напрямок струму якоря непотрібно.

Електропривод ДС-Д забезпечує плавне і точне регулювання моменту. Він надійний, має хороші техніко-економічні показники, і ККД 0.96…0.98, не виявляє шкідливого впливу на мережу.

До недоліків слід віднести: неможливість рекуперативного гальмування; обмеження діапазону регулювання моменту двигуна (менше 1 - 1.2Мном) із-за насичення його магнітопроводу; значна маса перетворювача; невисока швидкодія у наслідок незначної перевантажувальної здатності двигуна і в зв’язку з тим, що керування перенесено у коло обмотки збудження двигуна.

4.5 Загальні положення по автоматичному регулюванню координат.

У розімкнених системах керування можливо отримати великий діапазон регулювання і забезпечити високу точність, тому що у цьому випадку має місце великий перепад швидкостей ∆ω. Потрібні замкнені системи, у яких автоматично компенсується дія збуджуючих факторів, а кутова швидкість та момент залишаються незмінними. Наприклад, висока жорсткість характеристики – це стабільність швидкості.

Розглянемо це на прикладі регулювання у системі Г-Д характеристики якої наведені на рис. 4.30.

Рис. 4.30

Бачимо, що якби система була без автоматичного керування, то за будь-яким моментом навантаження (М1, М2, М3) при роботі на будь-якій характеристиці з ЕРС генератора Ег.ном, Ег1, Ег2 або Ег3 перепади швидкостей були б занадто великими. Наприклад, при роботі на характеристиці з Ег3 і моментом М2 перепад швидкостей був би ∆ω2. Але за допомогою автоматичної системи, яка складається з об’єкту, який регулюється, та саме регулятора, який реагує на зміну величини котра регулюється, можливо із зростанням навантаження підвищувати ЕРС генератора і досягнути при цьому межі регулювання – характеристики із номінальним значенням ЕРС Ег.ном. Сигнал зворотного зв’язку замірюється, порівнюється, підсилюється і подається до регульованого об’єкту. У розглянутому прикладі на рис. 4.30 потрібен від’ємний зворотній зв’язок по струму, коли останній досягає певного значення. Таким чином одержана нова механічна характеристика (товста лінія на рис. 4.30), яка забезпечує стабільність швидкості при зміні навантаження.