Тема 2.1. Регулирование момента (тока) в электроприводе

1. Реостатное регулирование момента

Значение момента двигателя и его скорости при данном М_с определяется механической характеристикой двигателя. Изменяя параметры и воздействия, от которых зависит вид механической характеристики, можно изменить М при данной скорости.

Из анализа уравнений обобщенного двигателя М=β(ω₀-ω), где β - модуль жесткости, следует, что отклонение момента от требуемого значения при изменении скорости тем больше, чем выше модуль жесткости.

Таким образом, для регулирования момента, наиболее эффективно использовать параметры, позволяющие существенно уменьшить β.

Таким параметром есть сопротивление якоря или ротора двигателя.

Схема реостатного регулирования момента и тока ДПТ и АД приведены на рис. 2.15:

Рис. 2.15 Схемы реостатного регулирования момента и тока.

При введении добавочного сопротивления, искусственная механическая характеристика ДПТ и АД на линейном участке принимает вид (рис. 2.16):

естеств.

ω

ω_max

M

ω_ср.

ω_min

M_max.

M_min

Рис. 2.16 Механические характеристики

Точность поддержания момента определяемая при заданных пределах изменения скорости, равна:

(2.16)

При увеличении добавочного сопротивления, относительная точность регулирования момента не меняется, а абсолютные ошибки уменьшаются.

Для поддержания момента в заданных пределах, при широких пределах изменения скорости, необходимо по мере изменения скорости, ступенчато или плавно изменять добавочное сопротивление в цепи якоря или ротора.

Необходимый закон изменения добавочного суммарного искусственного сопротивления

можно получить из уравнения искусственной механической характеристики. Учитывая, что жесткость искусственной механической характеристики:

(2.17)

где ,– суммарные сопротивления силовой цепи на естественной и искусственной характеристиках соответственно.

Уравнение искусственной механической характеристики:

(2.18)

Для поддержании момента на заданном уровне М₁=const, из (2.18)следует:

(2.19)

Согласно (2.19), для поддержании момента на заданном уровне при уменьшении скорости ω, должно линейно увеличиваться (рис. 2.17). Это достигается изменением введенного добавочного сопротивления в якорной цепи в функции скорости.

Рис. 2.17 Изменение добавочного сопротивления.

2 Релейное регулирование тока (момента) ад с фазным ротором

Высокую плавность реостатного регулирования момента обеспечивают способы автоматического регулирования R_доб в целях поддержания момента.

Функциональная схема релейного автоматического регулирования тока и момента АД приведена ниже (рис.2. 18).

Рис. 2.18 Функциональная схема релейного регулятора тока АД.

_{Напряжение на входе релейного элемента (РЭ) равно:}

, (2.20)

где – напряжение задания на требуемое значение тока;

–напряжение обратной связи по току;

–коэффициент обратной связи по току.

_{Характеристики идеального и реального реле приведены на рис. 2.19:}

_{Рис. 2.19 Характеристики идеального (а) и реального (б) реле}

Выходное напряжение релейного регулятора управляет силовым транзисторным ключом.

При открытом ключе ток I_d нарастает, увеличивается напряжение U_от, отрицательная разность между U_зт и U_от становится равной зоне нечувствительности РЭ. Релейный элемент выключается, ключ закрывается, и ток начинает спадать. При этом положительная разность U_зт - U_от увеличивается, релейный элемент включается и ток опять начнет нарастать.

Кривая изменения тока I_d приведена на рис.2.20:

Рис.2.20 Кривая изменения тока I_d

Точность поддержания тока определяется шириной петли гистерезиса релейного элемента.

Автоматическое регулирование тока (момента)