Система електропривода з сумуючим підсилювачем
Рівняння
електромеханічної характеристики
двигуна в замкненій системі регулювання
залежить від зворотних зв’язків. На
рис.5 наведена функціональна схема
системи, яка складається з задавача
швидкості ЗШ, сумуючого операційного
підсилювача ПО, керованого випрямляча
ВК з системою керування СК, подільника
напруги
,
давача струму ДС і двигуна.
Рисунок 5. Функціональна схема системи регулювання з від’ємним зворотним зв’язком за напругою і додатним зворотним зв’язком за струмом
Наведемо рівняння, якими описується електромеханічна характеристика системи електропривода з сумуючим підсилювачем:
/7.1/
де
коефіцієнти передачі підсилювача і
силового перетворювача;
еквівалентний опір перетворювача;
– коефіцієнти зворотних зв’язків за
напругою, струмом.
Розв’язавши систему рівнянь /7.1/ відносно швидкості, одержують рівняння електромеханічної характеристики :
/7.2/
Вихідними
даними для розрахунків коефіцієнтів,
які входять в рівняння /7.2/, є задані
технічними умовами діапазон регулювання
і статизм нижньої електромеханічної
характеристики. Діапазон регулювання
,
де
і
швидкості
ідеальних холостих ходів, що відповідають
натуральній і нижній електромеханічній
характеристиці. Нижню межу регулювання
визначає заданий відносний перепад
швидкості, який називається статизмом,
при зміні навантаження від нуля до
номінального. Отже, статизм замкненої
системи регулювання:
/7.3/
Підставивши в рівняння /7.3/ , одержують :
рад/с
/7.4/
рад/с
/7.5/
Формула /7.4/ показує, що перепад швидкості на нижній характеристиці залежить від діапазону регулювання і статизму. Ця залежність і є вихідною в подальших розрахунках параметрів систем автоматизованого регулювання.
Розглянемо основні системи стабілізації швидкості електропривода.
Коефіцієнт зв’язку за струмом вибирають із умови:
.
/7.6/
Тоді:
/7.7/
де
коефіцієнт підсилення розімкненої
системи.
Якщо
коефіцієнт вибрати із умови
,
то
/7.6а/
При цьому система стає астатичною і
/7.7а/
Визначивши
за формулою /7.4/ і номінальне падіння
швидкості двигуна в розімкненій системі
за формулою /7.5/, знаходимо коефіцієнт
підсилення розімкненої системи:
/7.8/
Підставивши
в /7.7/
і
,
одержують вираз для обчислення коефіцієнта
зворотного зв’язку за напругою:
/7.9/
Коефіцієнт
передачі керованого випрямляча визначають
з уніфікованої характеристики
(рис.4), прийнявши
рівною номінальній напрузі двигуна і
.
Коефіцієнт
передачі керованого випрямляча
вираховують із умови роботи привода на
мінімальній швидкості. За цієї умови
;
і
згідно графіка відповідає
.
Тоді:
,
/7.10/
де напруга керування, яка відповідає . Згідно рис.4:
Коефіцієнт
підсилення підсилювача
.
Оскільки
,
а також
,
то можна зробити перевірку:
138=138
Отже, коефіцієнти обраховано правильно.
Коефіцієнт зворотного зв’язку за струмом обчислюють за виразом /4.6/ або за /4.6а/.
Дані коефіцієнти рівні між собою, що ще раз підтверджує правильність наших обрахунків.
Для
реалізації зворотного зв’язку за
напругою використовують подільник з
опором
.
Щоб знайти опори подільника
і
(рис.5), задаються струмом в ньому,
наприклад
.
Тоді
Отже,
опір
кОм.
Обчисливши потужності резисторів і , за каталогом підбираємо відповідні резистори.
Для
створення зворотного зв’язку за струмом
використовують опір додаткових полюсів.
У цьому випадку
.
Оскільки
,
то напругу зворотного зв’язку подають
на вхід операційного підсилювача через
резистор
,
опір якого менший опору резистора в
каналі задаючої напруги
у
разів (рис.5), тобто
раза.
Звідси
Потужність цього резистора буде рівною:
