Обобщенная линеаризованная система уп-д

Выполненный выше анализ особенностей электропривода по системам ГД, ТП-Д, ПЧ-АД, а также структурные схемы этих систем, в принципе аналогичны в пределах принятых допущений. Это дает основание для обобщений и обобщенного изучения свойств регулируемого электропривода.

Исходя из этой аналогии при необходимости анализа динамики электропривода по системе УП-Д с учетом упругих связей механическую часть электропривода следует представлять двухмассовой расчетной схемой. Движение такой обобщенной системы описывается следующей системой уравнений

или

,

; , где

;

Для системы ГД Т_п=Т_г ; Т_э=Т_я ;

Для системы ТП – Д Т_п=Т_тп ; Т_э=Т_я ; для характеристик в зоне непрерывных токов.

Для системы ПЧ – АД Т_п0 ; ;

Структурная схема, соответствующая этим уравнениям, имеет вид:

Для анализа общих свойств электропривода при регулировании тока, момента, скорости и положения может использоваться обобщенная структура электропривода по системе УП-Д при жестких механических связях, т.е. при С₁₂=  , которая имеет следующий вид:

Регулирование момента (тока) электропривода Задачи регулирования момента (тока) электропривода

Необходимость регулирования момента (тока) диктуется техническими и технологическими требованиями. Действительно, в переходных процессах пуска и торможения, необходимо ограничивать ток и момент двигателя, чтобы они не превышали допустимых значений. Для механизмов, рабочие органы которых часто работают на упор вплоть до их стопорения, возникает необходимость не просто ограничения момента (тока), но и его непрерывного регулирования в целях ограничения динамических ударных нагрузок механического оборудования.

При работе различных промышленных роботов и манипуляторов в ряде случаев требуется точное дозирование усилий на рабочем органе, что также обеспечивается регулированием момента.

Возможны следующие способы регулирования момента:

1. Реостатное регулирование

2. Изменением подводимого напряжения (в АД)

3. Частотное регулирование

4. Изменением магнитного потока (вслучае ДНВ)

Реостатное регулирование момента (тока) двигателей

Введение добавочного сопротивления в цепь якоря двигателя постоянного тока или в цепь ротора АД приводит при данной скорости к уменьшению тока и развиваемого двигателем момента. Уменьшается жесткость механической характеристики. Если же требуется поддержание момента или тока неизменными в широких пределах изменения скорости, необходимо сопротивление силовой цепи двигателя изменять в линейной зависимости от скорости, что вытекает из следующего. Поскольку жесткость искусственной характеристики

,

а момент двигателя, выраженый через эту жесткость , то для получения М=const необходимо чтобы ,т.е. сопротивление следует изменять линейно в зависимости от .

Практически обычно требуется при широких пределах изменения скорости (пуск, реверс) поддерживать изменение момента и тока в заданных пределах от M=М_макс до М_мин (I=I_макс до I=I_мин). Для выполнения этого условия требуется ступенчатое или плавное изменение R_даб по мере изменения скорости.

Точность регулирования тока и момента определяется при заданных пределах изменения скорости соотношениями

или

Здесь I_макс(М_макс) и I_мин(М_мин) – заданные допустимые значения (см. рис.).

При этих условиях относительная точность регулирования момента при увеличении R_доб остается неизменной, а абсолютные ошибки уменьшаются. Требуемая точность регулирования М и I при заданных пределах изменения  определяет число ступеней регулировочного реостата.

Диапазон реостатного регулирования М и I ограничен сверху перегрузочной способностью двигателя (для двигателей постоянного тока по условиям коммутации), а пределы изменения , в которых можно получить заданную точность регулирования, уменьшаются по мере уменьшения R_даб .

Плавность реостатного регулирования М и I в разомкнутой системе невелика и зависит от числа ступеней регулировочного реостата. Увеличение числа ступеней связано с увеличением габаритов коммутирующего устройства (контакторной панели). Тем не менее, в ряде случаев для получения требуемой точности и плавности регулирования М и I в процессах пуска и торможения предусматривается значительное число ступеней реостата, увеличение габаритов и стоимости станции управления. Это увеличение окупается простотой и надежностью данного способа регулирования тока и момента.

Переключение ступеней осуществляется вручную оператором, либо автоматически в функции времени. Автоматическое релейное регулирование момента по отклонению осуществляется в функции тока двигателя, либо в функции его скорости. Релейные системы реостатного регулирования при высокой чувствительности релейного элемента способны обеспечить высокую точность и плавность регулирования тока и момента, о чем говорится ниже.