Система двухзонного регулирования скорости

Применяется в тех случаях, когда требуется обеспечить рабо- ту электродвигателя со сверхноминальной скоростью. Такой ре- жим работы электродвигателя предусмотрен в ряде серийно вы- пускаемых комплектных электроприводов типа ЭПУ1-2Д, КТЭ и др. Управление ДПТ осуществляют по цепям якоря и возбужде- ния, причем в обеих зонах задающим воздействием является лишь напряжение задания скорости. В первой зоне диапазон регулиро- вания ограничен номинальным значением скорости, во второй – максимальным для данного типа электродвигателя. В табл. 7.1

приведены области изменения основных координат системы двух- зонного регулирования скорости в обеих зонах.

 

Таблица 7.1

 

Области изменения координат САР скорости

 

Параметр	w	M	e д	Ф
Первая зона	w £ w н	M £ M н	e д £ e дн	Ф = Фн
Вторая зона	w > w н	M < M н	e д = e дн	Ф < Фн

 

Изменение координат электропривода в функции скорости двигателя представлено на рис. 7.9.

Рис. 7.9. Изменение координат СУЭП в функции скорости

 

В первой зоне магнитный поток двигателя поддерживается номинальным, допустимое длительное значение электромагнитно- го момента равно номинальному значению. Во второй зоне посто- янной поддерживается ЭДС двигателя, а магнитный поток и мо- мент двигателя изменяются в обратно пропорциональной зависи- мости от скорости, поскольку e _д = С _еФw, M = С _мФ i. Таким образом, применение двухзонного регулирования целесообразно в тех случаях, когда момент нагрузки механизма на верхних ско- ростях значительно меньше, чем на скоростях ниже номинальной. При этом ток якоря и потребляемая мощность двигателя не пре-

вышают допустимых значений. Функциональная схема системы двухзонного регулирования скорости приведена на рис. 7.10.

Рис. 7.10. Функциональная схема системы двухзонного регулирования скорости

 

Фил

Система управления содержит два взаимосвязанных канала:

– регулирования скорости электродвигателя в обеих зонах;

– стабилизации ЭДС двигателя на номинальном уровне во второй зоне.

В первой зоне регулирования скорости ЭДС двигателя ниже но- минального значения. Модуль напряжения обратной связи по ЭДС меньше напряжения задания номинальной ЭДС, т.е. / U _дэ/ < U _{зэ н}. При этом регулятор ЭДС (РЭ) находится в режиме насыщения, причем его блок ограничения (БО) формирует задание номинального тока возбуждения (магнитного потока) двигателя.

Во второй зоне w > w_н, а следовательно, в динамике возника- ет ситуация, когда / U _дэ/ > U _{зэ н}. РЭ выходит из режима ограниче- ния, снижает U _зтв, а значит, ток возбуждения и магнитный поток

двигателя. В итоге ЭДС двигателя стабилизируется на номиналь- ном уровне, а магнитный поток устанавливается на уровне, обрат- но пропорциональном скорости двигателя.

Датчик ЭДС реализован на основе измерения напряжения на якоре и тока якоря двигателя. Делительное устройство (ДУ), уста- новленное на выходе РС, обеспечивает оптимальную настройку контура регулирования скорости за счет деления U _рс на сигнал, пропорциональный текущему значению магнитного потока.

Настройку контуров канала регулирования скорости произво- дят так же, как в системе с однозонным регулированием (см. под- раздел 7.1). Настройку контуров регулирования канала стабилиза- ции ЭДС производят на ТО. Передаточная функция оптимального регулятора тока возбуждения имеет вид [17]

 

W ртв

(  P) =  R _в éë(Т _в +  Т _в т ) Р + 1ûù ,

2 Т mв K тпв K в Р

где R _в, T _в – активное сопротивление и постоянная времени цепи обмотки возбуждения двигателя; T _{в т} – постоянная времени конту- ра вихревых токов, T _{в т}» 0,1 T _в; T _mв – эквивалентная малая посто- янная времени замкнутого контура регулирования тока возбужде- ния, T _{m в}» T _тпв; K _тпв, T _тпв – коэффициент передачи и постоянная времени тиристорного возбудителя – ТПВ; K _в – коэффициент об- ратной связи контура регулирования тока возбуждения.

Передаточная функция оптимального регулятора ЭДС имеет вид [17, 18]

W рэ (P) =

(Т я ц Р +1)   K в

,

2 Т mэ K вэ  K н  Р

где T _mэ – эквивалентная малая постоянная времени замкнутого кон- тура регулирования ЭДС двигателя, T _mэ» 2 T _mв; K _вэ – коэффициент передачи цепи ток возбуждения – ЭДС двигателя, K _вэ = D e _д / D i _в =

= w в K ф С еwн.

Если измерение ЭДС двигателя производится с малой инер- цией, т.е. T _яц» 0, например с применением тахометрического мос- та, то регулятор ЭДС имеет И-структуру.