- •Вопрос 62 Регулирование момента (тока) электропривода.
- •6.2. Реостатное регулирование момента
- •Вопрос 64 Автоматическое регулирование положения по отклонению. Следящий электропривод.
- •8.3. Автоматическое регулирование положения по отклонению
- •8.4. Понятие о следящем электроприводе
- •Вопрос 65 Адаптивный электропривод.
Вопрос 62 Регулирование момента (тока) электропривода.
(нормальный)
Регулирование момента двигателей является одной из наиболее общих функций автоматизированного электропривода. Необходимость регулирования момента диктуется предъявляемыми к электроприводу техническими и технологическими требованиями.
Для нормального функционирования электропривода необходимо при его работе ограничивать момент и ток двигателя допустимыми значениями в переходных процессах пуска, торможения и приложения нагрузки. Для механизмов, испытывающих при работе значительные перегрузки вплоть до стопорений рабочего органа, возникает необходимость непрерывного регулирования момента электропривода в целях ограничения динамических ударных нагрузок механического оборудования. Во многих практических случаях требуется точное дозирование усилий на рабочем органе. Наиболее характерны в этом отношении промышленные манипуляторы и роботы, в частности манипуляторы, обслуживающие реакторы на атомных электростанциях, манипуляторы с отражением усилий, создаваемых на рабочем органе, и т. п. Указанные требования обеспечиваются точным регулированием момента электропривода.
В результате изучения материалов данной главы необходимо знать способы и возможности регулирования момента в разомкнутых и замкнутых электромеханических системах, научиться оценивать основные показатели регулируемого по моменту электропривода, учитывать влияние основных нелинейностей и рассчитывать параметры, обеспечивающие выполнение предъявляемых к электроприводу требований. Необходимо изучить влияние способов регулирования момента на динамические свойства упругих электромеханических систем и уметь оценивать направления, в которых изменения параметров обеспечивают повышение демпфирующей способности электропривода и минимизацию колебательности механической части системы. Методы расчета параметров и показателей регулируемого по моменту электропривода иллюстрируются приведенными в главе практическими примерами.
6.2. Реостатное регулирование момента
Значения момента М и скорости со при данной нагрузке Мд на каждом этапе работы электропривода определяются его механической характеристикой. Изменяя параметры и воздействия, от которых зависит механическая характеристика, можно изменять в требуемом направлении момент, развиваемый двигателем при данной скорости, и таким образом регулировать момент электропривода, а также связанные с ним ток силовой цепи и ускорение движущихся масс системы.
Анализируя уравнение статической механической характеристики обобщенного двигателя с линейной механической характеристикой
можно заключить, что при данных параметрах отклонения момента от требуемого значения тем больше, чем выше модуль жесткости . Иными словами, при регулировании момента электромеханическая связь является сильным возмущением, и с точки зрения регулирования момента наиболее эффективны изменения параметров, позволяющих неограниченно уменьшать модуль статической жесткости . Таким параметром является сопротивление якорной (роторной) цепи двигателя.
Схемы реостатного регулирования момента и тока представлены на рис. 6.1, а и б. На рис. 6.1, в построены естественная характеристика М = () (прямая 1) и реостатная характеристика 2, соответствующая определенному добавочному резистору в силовой цепи. Точность регулирования момента при характеристике 2 определяется при заданных пределах изменения скорости электропривода max = max - min соотношением
Следовательно, при этих условиях относительная точность регулирования момента остается при увеличении Rдоб неизменной, а абсолютные ошибки уменьшаются.
Практически требуется при широких пределах изменения скорости (пуск, реверс) поддерживать изменения момента и тока в заданных пределах от Mmax = M1 до Мmin = М2 (Imax = I1, Imin = I2) Для выполнения этого условия требуется ступенчатое или плавное изменение Rдоб по мере изменения скорости.
Необходимый закон изменения сопротивления R =Rдв + Rдоб обеспечивающий постоянство момента и тока при широких пределах изменения скорости, определяем с помощью (6.1), учитывая, что
Где Re - суммарное сопротивление силовой цепи на естественной характеристике; Rи — то же при введении Rдоб, при этом
откуда при М = M1 = const
Следовательно, для поддержания момента постоянным необходимо увеличивать сопротивление силовой цепи в линейной зависимости от скорости по мере ее снижения. Характеристика Rи = () при М = М1 = const (прямая 1), естественная механическая характеристика (прямая 2) и характеристика M1 = const (прямая 3) построены для двигателя с линейной механической характеристикой на рис. 6.2, а. Там же показаны аналогичные характеристики при М = М2 = const (соответственно 4 и 5).