Рис.7.2. Принципиальная электрическая схема системы двухзонного регулирования
Обмотка возбуждения получает питание от нереверсивного тиристорного возбудителя ТВ, который выбирается с учетом обеспечения необходимой форсировки. Сформированы обратные связи по напряжению, току якоря, току возбуждения и скорости вращения электродвигателя.
На рис. 7.3 представлена исходная структурная схема электродвигателя постоянного тока в системе двухзонного регулирования, соответствующая принципиальной электрической схеме на рис.7.2.
251
Как видно из структурной схемы рис.7.3 СУЭП в дву |
хзонной |
системе регулирования скорости вращения электропривода |
должна |
состоять из двух взаимосвязанных систем регулирования: |
|
-системы регулирования скорости изменением подводимого к электродвигателю напряжения;
-системы регулирования скорости изменением магнитного
потока.
Взаимосвязь между двумя системами регулирования осуществляется через ЭДС электродвигателя, которая поддерживается
во второй зоне регулирования на уровне Ea = k ω = Eaн = constФ . Для
выделения сигнала, пропорционального ЭДС электродвигателя, применяют датчик ЭДС (ДЭ), реализация которого рассмотрена в приложении В.
U |
|
ТП |
Ed |
|
|
Ia |
|
Мc |
|
|||
у |
kп |
|
1 Rэ |
М |
1 |
ω |
||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
Тµр +1 |
|
|
Ea |
Тэр +1 |
|
|
JΣp |
|
|
uот |
ДТ, Ш |
I |
a |
|
|
kФ |
|
|
||||
|
|
|
kот |
|
|
|
|
|
|
|||
uос |
|
|
ТГ, Дел. ω |
|
|
|
|
|||||
uоэ |
kоэ |
ДЭ |
Ea |
кос |
|
ω |
|
|
||||
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
Тфр +1 |
|
|
|
|
|
|
|
||
U |
|
|
ТВ |
|
Edв |
|
|
Iв |
|
|
|
|
ув |
k |
в |
|
Т |
р +1 |
1 |
|
kФ |
||||
|
|
|
|
к |
|
|
|
|
||||
|
|
|
Тµвр +1 |
|
|
Rв (ТвΣр +1) |
|
Ткр +1 |
|
|
||
uоф |
ФП |
Uотв |
ДТВ , Ш |
|
|
|
|
|||||
|
|
kотв |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
Ткр +1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
ДМП |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис.7.3. Исходная структурная схема объекта регулирования для двухзонной системы регулирования
252
Рассмотрим построение двухзонной системы регулирования скорости электропривода.
Как видно из структурной схемы рис.7.3 система управления скоростью электродвигателя изменением подводимого к якорю напряжения должна иметь два контура регулирования: внутренний контур регулирования якорного тока и внешний контур регулирования скорости электродвигателя.
Настройка контура регулирования тока якоря в двухзонной СУЭП ничем не отличается от настройки контура регулирования тока якоря в однозонной СУЭП и подробно рассмотрена в 5.1.
Рассмотрим особенности настройки контура регулирования скорости электродвигателя в двухзонной СУЭП. Структурная схема контура регулирования скорости в двухзонной системе регулирования представлена на рис.7.4.
|
uзс |
|
|
|
|
РС |
uзт |
|
|
|
|
Ia |
|
|
kФ |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
∆uс |
|
|
|
|
|
|
|
М |
|
|
|
ω |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|||||||||
|
|
|
Wрс (p) |
|
ЗТК |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
JΣp |
|
|
|
|||||
|
|
|
uос |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Wор2 (p) |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
kос |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Рис.7.4. Структурная схема контура регулирования скорости в |
||||||||||||||||||||||
двухзонной СУЭП |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
В контур регулирования скорости входит регулятор скорости РС, замкнутый контур регулирования тока якоря (ЗТК), настроенный на МО
и объект регулирования с передаточной функцией Wор2 (p) , охваченные обратной связью по скорости с коэффициентом koc = uoc max / ωmax , где
ωmax - максимальная скорость, достигаемая во второй зоне регулирования. Передаточная функция объекта регулирования имеет вид:
W (p) = |
kФ |
, |
(7.1) |
ор2 JΣp
253
поэтому передаточная функция регулятора скорости в соответствии с (4.11) определяется выражением:
W |
(p) = |
kот |
|
|
JΣp |
= |
JΣ |
kот |
1 |
. |
(7.2) |
|
22 T pk |
|
|
|
|
||||||||
pс |
|
oс |
|
kФ 4T k |
ос |
kФ |
|
|||||
|
|
µ |
|
|
|
µ |
|
|
|
|
||
Если в выражении (7.2) выполнить некоторые преобразования, то передаточная функция РС примет следующий вид:
W |
|
(p) = |
|
|
JΣRэ |
|
kФн k |
от |
Фн |
= |
|||||||||
|
|
4T (kФ |
|
||||||||||||||||
|
pс |
|
|
|
)2 R |
э |
k |
ос |
Ф |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
µ |
н |
|
|
|
|
|
|
(7.3) |
||||
|
|
Tм |
kФн kот |
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
||||||
= |
|
= k |
|
|
|
|
= k |
|
, |
||||||||||
|
4T R |
э |
k |
ос |
Ф* |
|
|
рсн Ф* |
|
рс |
|
||||||||
|
|
|
µ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где kрcн - коэффициент усиления РС при номинальном магнитном потоке
(5.26);
Ф* = Ф/Фн - относительная величина магнитного потока.
Как видно из (7.3) РС является пропорциональным, коэффициент передачи которого зависит от величины магнитного потока
электродвигателя. В первой зоне регулирования, когда Ф = Фн , коэффициент РС остается постоянной величиной kрc = kрсн . Во второй
зоне регулирования Ф < Фн , поэтому величину kрc необходимо увеличивать, т.е. ставить в с оответствие определенной величине магнитного потока вполне определенное значение kрc в соответствии с (7.3). Если во второй зоне регулирования оставить неизменной величину kрc = kрсн , то в первой зоне регулирования сохраняется настройка контура на МО, а во второй зоне регулирования быстродействие контура снижается, т.к. величина kрc меньше необходимой. Если во второй зоне
регулирования установить kрc = kрсн / Ф*min , то настройка на МО будет
254
выполняться при минимальном магнитном потоке, но работа в первой зоне регулирования с kрc = kрсн / Ф*min может оказаться невозможной
ввиду большого значения kрc .
Для сохранения настройки на МО во всем диапазоне регулирования скорости электродвигателя на выходе РС устанавливают делительное устройство ДУ, на делительный вход которого подается напряжение, пропорциональное величине относительного магнитного
потока uФ* . Структурная схема РС с делительным устройством представлена на рис.7.5,а.
|
|
РС |
ДУ |
|
|
|
uзс |
kрс |
÷ uзт |
|
|
|
uос |
а) |
uФ* |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
uзс |
РС |
МДУ |
|
uзт |
|
крс |
÷ × |
|||
|
uос |
|
E*a |
ω* |
|
|
|
б) |
|
||
|
|
|
|
|
|
uзс |
РС |
МУ |
|
|
uзт |
крс |
× |
ПУ |
|
||
|
|
|
|||
|
uос |
|
|
|
|
|
БО |
|
НЭ |
uос |
−Uогр |
|
-1 |
|
+ Uогр |
|
в) |
Рис.7.5. Реализация регулятора скорости в двухзонной СУЭП
255