Расчет системи управління электроприводами

1.

Введение

.

Електропривод є электромеханическую систему, що складається з электродвигательного, преосвітнього, передатного і управляючого пристроїв, призначену доведення в рух виконавчих органів робочої машини та управління цим движением.

Сучасне машинне пристрій чи, як інакше, виробничий агрегат складається з значної частини різноманітних деталей, окремих машин і апаратів, що виконують різні функції. Усі вони у сукупності роблять роботу, спрямовану забезпечення певного виробничого процесу. Необхідно добре знати призначення окремих елементів, складових машинне пристрій, оскільки самотужки неможливо проектувати і створювати машину, і навіть неможливо правильно обслуговувати їх у эксплуатации.

Розрізняють регульований ЭП, параметри рухи якого можуть змінюватися за зовнішніми командам, і нерегульований. Найбільш досконалим виглядом регульованого ЭП є електропривод постійного струму, у якому регулювання здійснюється зміною середнього значення напруги, докладеної до якорю електродвигуна постійного струму. Останнім часом в ролі джерела регульованого напруги постійного струму використовують, зазвичай, тиристорные перетворювачі (ТП). Такі електроприводи називаються тиристорными.

Електропривод, розроблений цьому проекті, можна використовувати у різних виробничих механізмах, де потрібно автоматичне регулювання швидкості, велика жорсткість механічної характеристики і широкий діапазон регулирования.

3. Вибір структури системи управління электропривода.

Вибір структури системи управління електропривода здійснюється з урахуванням вимог технічного завдання на електропривод. Основними вимогами до електроприводу є: підтримку заданої швидкості обертання електропривода (з урахуванням необхідних діапазону регулювання швидкості, припустимою статичної похибки підтримки швидкості), величина токоограничения при упорі, прискорення електропривода при пуске.

Для управління електроприводом приймаємо двухконтурную схему з зовнішнім контуром регулювання швидкості та внутрішньою підлеглим контуром регулювання струму якоря двигателя.

Як внутрішнього контуру приймаємо контур регулювання струму якоря. Він застосовується, якщо потрібно забезпечити: -обмеження струму якоря допустимим значенням при перевантаженнях електропривода; - пуск чи гальмування електропривода з максимально можливим темпом; - додаткову корекцію в зовнішньому контурі регулювання швидкості. Як зовнішнього контуру приймаємо контур регулювання скорости.

4. Вибір комплектного тиристорного электропривода.

Основними технічними даними комплектних тиристорных електроприводів є номінальні струм Iнтп і непередбачуване напруження Uнтп. Номінальний струм комплектного електропривода може бути більше номінального струму двигателя:

Iнтп (Iндв. Номінальне напруга двигуна має менше номінального напруги комплектного приводу п’ять — 10%, що забезпечує запас на регулювання швидкості і безпечне інвертування за незначного зниження напруги що годує мережі. Вибір комплектного тиристорного електропривода виробляємо по току, напрузі і регульованої координаті (у разі - скорости).

Приймаємо комплектний тиристорный електропривод уніфікованої серії КТЭУ потужністю до 2000 кВт:

КТЭУ-500/220−13 212-УХЛ4.

Цифри типообразования мають такі значення: 500 — номінальний струм електропривода; 220 — номінальне напруга електропривода; 1 — електропривод однодвигательный; 3 — режим роботи: реверсивний зі зміною полярності напруги на якорі; 2(первая) — виконання ТП за способом через відкликання мережею: з трансформатором; 1 — основний регульований параметр: швидкість, однозонное регулювання; 2(вторая) — склад комутаційної апаратури силовий ланцюга: з лінійним контактором і динамічним гальмуванням; УХЛ4 — виконання для районів з помірним і холодним климатом.

До складу КТЭУ входять: n електродвигун постійного струму з тахогенератором; n ТП для харчування якоря електродвигуна, що з силових тиристоров і системи охолодження, захисних запобіжників, розрядних і защитных.

RLC-цепей, СІФУ, пристроїв виділення аварійного режиму, контролю запобіжників та від перенапряжений; n ТП для харчування обмотки порушення; n силовий трансформатор; n комутаційна і захисна апаратура в ланцюгах постійного і перемінного струму; n сглаживающий реактор у ланцюзі постійного струму; n пристрій динамічного гальмування; n систему управління електроприводом; n комплект апаратів, приладів та пристроїв, які забезпечують оперативне управління, контроль гніву й сигналізацію електропривода; n вузли харчування електромагнітного гальма; n контрольно-испытательные стенды.

Склад преосвітньої частини ЭП.

Перетворювальна частина електропривода складається з силових тиристоров, системи їх охолодження, захисних RC-цепей, системи гальванічного розділення бізнесу і перетворення рівня управляючих імпульсів, СІФУ, системи захистів і сигналізації. До преосвітньої частини відносять також мережевий трансформатор, автоматичні вимикачі за постійного насилля і змінного струму, сглаживающий реактор.

Мережні трансформатори за своїми номінальним параметрами — напрузі і току — узгоджуються з номінальними параметрами електропривода. Автоматичні вимикачі застосовують за захистом ТП і електродвигуна в аварійних режимах. Здебільшого використовуються автоматичні вимикачі серій А3700 і ВАТ-42.

Призначення сглаживающих реакторів — зменшувати пульсації струму якоря електродвигуна, що погіршують його комутацію, зону переривчастих струмів і швидкість наростання аварійного тока.

Силова частина ТП.

Основний схемою перетворення на комплектних тиристорных электроприводах є трифазна бруківка. Збільшення номінального струму ТП досягається паралельним включенням тиристоров в плечі. Захист тиристоров здійснюється запобіжниками типу ПП57.

Для вирівнювання струмів в паралельно включених тиристорах застосовують індуктивні делители струму. У вентильных однофазних блоках (БВО) индуктивность дільника дорівнює 4 — 5 мкГн. Для зняття перенапряжений при комутації тиристоров використовують RC-цепи, включені паралельно тиристорам. Для потенційного відділення ланцюгів формування управляючих імпульсів тиристоров від высокопотенциальных ланцюгів управляючих електродів встановлюють імпульсні трансформаторы.

У реверсивних электроприводах використовується противопараллельное включення выпрямительных мостів. Для усунення зрівняльних струмів передбачається роздільне управління випрямними мостами.

Силова частина ТП складається з тиристоров Т9−250, по 3 тиристора в плечі. Вентиляція тиристоров примусова. Запобіжники для тиристоров не предусмотрены.

Система импульсно-фазового управления.

Система импульсно-фазового управління (СІФУ) варта перетворення вихідного напруги системи управління uу в послідовність поданих на тиристоры отпирающих імпульсів, момент формування яких зміщений щодо моментів природного відмикання тиристоров на кут (, залежить від значення uу.

У середовищі сучасних электроприводах СІФУ виконують синхронні многоканальные, т. е. у яких виконується відлік кута (від моментів природного відмикання кожному за плеча мосту (або заради кожної пари противофазных плечей). СІФУ складається з вузла формування опорних напруг, компараторов, які порівнюють напруга управління uу і опорні напруги uоп, вузлів, перетворюючих моменти перемикання компараторов в імпульси управління тиристорами, вузлів обмеження діапазону зміни кута (і вихідних підсилювачів. У реверсивних электроприводах СІФУ доповнюється вузлом вибору выпрямительного мосту АВ.

СІФУ має такі технічні дані: Максимальне вхідний напруга, У, трохи більше …8- 10 Вхідний струм, мАЛО, не более…5 Напруга синхронізації з що годує мережею трехфазное, В…380 чи 100 Допустимі комутаційні провали, %*град…400 Температурний дрейф характеристики за зміни температури від 1 до 40 З, %, не более…4 Діапазон зміни кута управління, град…5 — 170 Асиметрія імпульсів окремих каналів, град, не более…3.

СІФУ гальванически відділена силовий частини електропривода. У реверсивних электроприводах СІФУ доповнюється вузлом вибору выпрямительного мосту АВ. Пристрій роздільного управління АВ забезпечує бестоковую паузу трохи більше 5−7 мс із її регулировки.

СІФУ електроприводів серії КТЭУ виконується із використанням операційних підсилювачів серії К5553УД2, логічних інтегральних мікросхем серії К511.

СІФУ електроприводів серії КТЭУ мають такі особливості: n косинусоидальное опорне напруга; n 6-канальное пристрій фазосмещения; n використання одного устрою фазосмещения обох выпрямительных мостів в реверсивних ЭП; n високочастотне заповнення вузьких отпирающих імпульсів; n використання сигналів з трансформаторів змінного струму до роботи логічного переключающего устройства.

Система захистів преосвітньої части.

Перетворювальна частина тиристорных ЭП постачається швидкодіючої системи захисту, призначення якої - знайти аварії і локалізувати її, зменшити її шкідливі наслідки. Більшість аварій тягне у себе поява значних струмів у тих чи інших елементах силовий ланцюга, і тому основне призначення захисту — обмежувати зростання струму у силовий ланцюга. Деякі види аварій можуть викликати вихід із ладу елементів схеми без збільшення струму; наприклад, відключення примусової вентиляції викликає перегрів тиристоров навіть за номінальному струмі; деякі елементи виходять з експлуатації у разі перенапряжений, зокрема, які із що годує сети.

ЭП мають такі види захистів: n від виходу з експлуатації тиристоров при зовнішніх та міністр внутрішніх коротких замиканнях, відкриванні тиристора в непрацюючою групі, перекиданні инвертора; n від перенапряжений на тиристорах; n від аварійної перевантаження тиристоров; n з розвитку аварійних процесів при зникнення напруги потреб і силового напруги; n від неприпустимій тривалості роботи за зникнення примусової вентиляції (де застосовується); n від зниження струму порушення двигуна нижче припустимого; n від перевищення дозволеного струму порушення; n від перенапруги на якорі двигуна; n від перевищення швидкості двигуна; n від неправильного порядку складання схеми; n від перевантаження двигуна, перевищує задану протягом визначеного часу (до 20 з) чи захист по середньоквадратичному току; n від аварійних режимів маслонаполненного трансформатора; n від включення ТП на обертався двигун або за напрузі на выходе.

ТП, не рівному нулю; n від порушення ізоляції елементів силовий цепи.

За всіх видах захистів забезпечується певна селективність захистів, не яка припускає перегоряння запобіжника чи тиристора, якщо дана аварія то, можливо відключена автоматичним вимикачем чи сеточной захистом ТП, перекладає імпульси управління у інвертор. Для полегшення експлуатації і пошуку несправностей ЭП обладнані аварійної і попереджуючої сигналізацією. Аварійні і попереджуючі сигнали запам’ятовуються із видачею їх у світлову індикацію й у зовнішньої цепи.

У ЭП серії КТЭУ захист полягає в вимірі струму навантаження датчиком струму, підключеним до шунту, та перемінного струму на вході випрямляча з допомогою трансформаторів струму. Передбачено контроль стану запобіжників і вентиляции.

Системи управління ЭП.

Системи управління забезпечують необхідні характеристики ЭП. Вони складаються з аналогових чи цифрових регуляторів, змінюють із необхідною точністю по заданому закону основну координату ЭП і обмежують допустимі значення проміжних координат, логічних систем, службовців для управління режимами ЭП, сигналізації і защиты.

Залежно від використаної елементної бази системи управління виконуються аналоговими, цифровими і цифро-аналоговыми. Найбільше поширення час отримали аналогові системи. Переважна торгівлі поширення набули системи, побудовані за принципами підлеглого регулювання параметрів із послідовною коррекцией.

Системи управління даного ЭП будуються з аналогових елементів, які об'єднують у функціональні вузли, вирішальні певні завдання, частина з яких повторюються у різних за своїм призначенням системах управления.

Системи управління КТЭУ будуються на типових елементах уніфікованої блокової системи регуляторів УБСР-АИ аналогового дії, об'єднаних по принципу єдності конструкції, виду вхідних і вихідних сигналів, напруг харчування. Елементи УБСР-АИ виконуються як двосторонніх друкованих плат з широким застосуванням напівпровідникових і гібридних інтегральних мікросхем (ДВС) і є найменшими змінними модулями системи управления.

Особливістю елементної бази осередків серії ЯФУ, застосовується у КТЭУ, є застосування операційних підсилювачів (ЗУ) типу К553УД2, логічних елементів серії К511, безконтактних ключів типу К284КН1, оптронов типу К293ЛП1А. Осередки серії N побудовано на ДВС типів Р1 і Р5, логічних елементах серії К561, зборках польових транзисторів типу К190КТ2П як безконтактних комутаторів, оптронах типу АО101.

Харчування осередків здійснюється стабилизированным напругою (15 У. Рівні вихідних напруг — до 10 У, опір навантаження — щонайменше 2 кОм.

ЗУ типу К552УД2 має такі параметры:

Коефіцієнт посилення за напругою, не менее…2(104.

Вихідний напруга при Rн 2 кОм, В…(10.

Вхідний струм, мкА… .до 1,5.

Напруга усунення нуля, наведене до входу, мВ, не більш… …7,5.

Струм споживання, мАЛО… …6.

Смуга пропускання як з одиничної негативною зворотної зв’язком, МГц… до 0,8.

Швидкість наростання вихідного напруги, В/мкс…0,5.

Логічні елементи серії К511 мають такі параметры:

Вхідний напруга логічного 0, У, не более…6.

Вхідний напруга логічного 1, У, не менее…8.

Вихідний напруга логічного 0, У, не более…1,5.

Вихідний напруга логічного 1, У, не менее…13,5.

Вихідний струм, мАЛО, не более…12.

Струм споживання, мА…15.

— 35.

Час затримки, мкс, не более…0,4.

Напруга питания,.

В…15.

Мікросхема типу К284КН1Б містить 3 незалежних ключа зі схемами управления.

Основні параметри ключа:

Опір в проводяться стані, Ом…250.

Струм витоку в непроводящем стані, мкА…0,01.

Напруга управління яка проводить ключа, В…2,3- 2,5.

Напруга управління непроводящего ключа, В…0- 0,4.

Струм управління, мАЛО… 3.

Час перемикання, мкс…3.

Струм споживання джерела -15 У, мА… до 12.

Мікросхема К293ЛП1А — оптронный переключатель-инвертор: вхідному току Iвх близько 20 мАЛО відповідає логічний 0 не вдома мікросхеми при напрузі трохи більше 0,4 У. При Iвх=0 не вдома з’являється логічна 1 з напругою 2,4 В.

Основні параметры:

Падіння напруги на вхідному излучающем диоде, В…1,5.

Потенціал поділюваних ланцюгів, В… до 100.

Час включення, мкс…0,5.

Вихідний струм, мАЛО… до 20.

Напруга харчування, В…5.

Термін служби електропривода становить 15 — 20 років, напрацювання відмовитися в перебіг часу дворічної гарантійній роботи — 4000−6500 год. Електропривод зберігає свої номінальні параметри за зміни напруги що годує мережі 380 У на +10 чи -15%. ККД електроприводів не враховуючи втрат надходжень у двигуні становить, залежно від потужності 0.9−0.97. Коефіцієнт потужності становить 0.82−0.85.

5. Визначення параметрів силового електроустаткування. Вибору і перевірці підлягають трансформатор, сглаживающий реактор і коммутирующая аппаратура.

Трансформаторное устаткування, що використовується для КТЭУ, відповідає загальним технічним вимогам ГОСТ 16 772–77. Трансформаторное устаткування вибирається відповідно до параметрами ТП.

Приймаємо трансформатор ТСЗП-160/0,7-УХЛ4 з номінальними даними: потужність — S=143, кВА; напруга мережевий обмотки — U1= 380, В;

Вентильная обмотка: напруга — U2=202, У; струм — I2=408, А;

Перетворювальна обмотка: напруга — Uв=230, У; струм — Iв=500, А;

Втрати холостого ходу — Pхх=795, Вт; короткого замикання — Pкз=2400, Вт;

Напруга короткого замикання — Uк=4,5%;

Струм холостого ходу — Iхх=5,2%;

Позначення типу трансформатора містить такі данные:

Т — число фаз (трехфазный);

СЗ — охолодження природне повітряний при захищеному исполнении;

160 — типова потужність в кВА;

0,7 — клас напруги мережевий обмотки в кВ;

УХЛ4 — кліматичне виконання і категорія розміщення по ГОСТ 15 150–69.

Реакторне устаткування, використовуване у КТЭУ, відповідає загальним технічним вимогам ГОСТ 16 772–77.

Приймаємо реактор ФРОС-500/0,5У3, з номінальними параметрами:

— постійний струм — Iн=500, А;

— индуктивность — Lн=3,25, мГн;

— активне опір — Rа=7,5, мОм.

Визначимо параметри силового электрооборудования.

Активне опір якірній цепи:

Rяц=Rдв+2Rтр+Rр+Rц, где.

Rдв — активне опір двигателя;

Rтр — активне опір трансформатора;

Rр — активне опір реактора;

Rп — активне опір тиристорного преобразователя.

Активне опір трансформатора розраховується за формуле:

[pic] де Uка — активна складова напруги короткого замыкания;

Uка=Uк (0,31=4,5(0,31=1,395%.

U1ф, I1ф — напруга й струм первинної обмотки трансформатора; k — коефіцієнт трансформації; k=U1/U2=380/202=1,881; де U1, U2 — напруги первинної і вторинної обмоток трансформатора;

I1ф=I2ф/k=262/1,881=216,9; Знаходимо активне опір трансформатора:

[pic] Реактивне опір трансформатора розраховується за формуле:

[pic] де Uкр — реактивна складова напруги короткого замыкания;

Uкр=Uк (0,95=4,5(0,95=4,275. Знаходимо реактивне опір трансформатора:

[pic] Активне опір тиристорного преобразователя:

[pic] де m — число тиристоров. У разі m=6.

Знаходимо активне опір якірній цепи:

Rяц=0,0369+2.0,004+0,0075+0,0117=0,0604, Ом. Сумарна индуктивность якірній цепи:

Lяц= Lтр+ Lр+ Lдв, де Lтр — индуктивность обмоток трансформатора, находится:

[pic] де f1 — частота має мережі - 50 Гц;

Lр — индуктивность сглаживающего реактора;

Lдв — индуктивность якоря двигуна, находится:

[pic] де p — число пар полюсів двигуна; p=2. Знайдемо сумарну индуктивность якірній цепи:

Lяц=0,039(10−3+3,25.10−3+1,64(10−3=4,929(10−3, Гн.

Электромагнитная стала часу якоря:

[pic] Жорсткість природною характеристики электропривода:

[pic] Механічна стала часу электропривода:

[pic] Максимальний струм якірній ланцюга двигуна (струм упора):

Iя max=2,5(Iн=2,5(385,2=963, А.

Визначимо коефіцієнти передачі елементів електропривода. У цьому вважатимемо, що робочі області передатних характеристик линейны, а сигнал управління, відповідний максимального значення керованого параметра дорівнює 10 У, т. е. максимальному рівню напруги системи управления.

Коефіцієнт передачі тиристорного преобразователя:

[pic] де Udном — номінальне напруга не вдома тиристорного преобразователя;

UСИФУmax — максимальне вхідний напруга СИФУ.

Коефіцієнт передачі зворотний зв’язок по скорости:

[pic] де (0 — швидкість холостого ходу двигуна (приймаємо її як максимальную).

Коефіцієнт передачі зворотний зв’язок по току:

[pic].

Коефіцієнт передачі датчика напряжения:

[pic].

Статизм системи при М=Мном:

[pic] де k — сумарний коефіцієнт посилення елементів електропривода до двигуна; k=kрс (kрт (kтп/kФ=8,57(1,61(23/1,965=161,5.

Uз — напруга завдання за максимальної скорости.

Uз=10 В.

Визначимо статизм системы:

[pic].

6. Синтез регуляторов.

Регулятор струму якоря отримує на вхід сигнал завдання uзт із виходу регулятора швидкості і сигнал зворотний зв’язок uдт із виходу датчика струму. На виході він формує напруга управління uу в СІФУ ТП, що б кут управління тиристоров (. Параметри регулятора вибираються по соотношениям:

R2C=Tя; R1C=Tи;

Сигнал зворотний зв’язок по току звільняє з шунти, встановленого в головною ланцюга; датчик струму здійснює гальваническое поділ ланцюгів управління від головних ланцюгів і значного посилення за напругою. Можливе також використання датчика струму з урахуванням трансформаторів струму, встановлених на боці змінного струму ТП, і ключів, змінюють полярність зворотний зв’язок при переключенні выпрямительных мостов.

На регулятор струму покладаються також інші функції: обмеження швидкості наростання струму di/dt, поліпшення динаміки контуру струму у зоні переривчастого струму, компенсація впливу ЭДС двигуна на ті характеристики контуру, забезпечення режиму стоянки електродвигуна, управління переключенням выпрямительных мостів реверсивного ТП.

У системах підлеглого регулювання вихідний сигнал регулятора швидкості є сигналом завдання струму uзт для регулятора струму. На регулятор швидкості і з ним вузли покладаються додаткові завдання: обмеження сигналу uзт допустимим значенням, що може залежати від значення потоку двигуна Ф, обмеження швидкості зміни струму di/dt, формування необхідної жорсткості механічних характеристик ЭП, прийом сигналів завдання швидкості двигуна (дв, забезпечення зміни (дв з певним прискоренням і др.

У КТЭУ передбачена зокрема можливість використання двох задатчиков швидкості: сельсинового командоаппарата UR і ступенчатого задатчика AQ на 3 щаблі «вперед» чи «тому». Виходи цих задатчиков з'єднуються разом і подаються на вхід задатчика інтенсивності. Кожного моменту задає швидкість той задатчик, який обраний (дозволено) зовнішнім сигналом. Є вхід для загального заборони завдання, і навіть кінцеві обмеження ходу «вперед» чи «тому». При нулі нуль-орган AU видає сигнал, що дозволяє складання схемы.

7. Вибір захистів та його уставок.

Вимикачі автоматичні АК-63 призначені для відключення при перевантаженнях і коротких замиканнях електричних ланцюгів напругою постійного струму до 440 У (однополюсные до 240 У) чи змінного струму частотою 50−60 гц до 500 У, оперативних включень й відключень (до 30 в годину) цих цепей.

Механічне і комутаційне зносостійкість вільних контактів вимикачів — 40 000 циклів. Вільні контакти включателей допукают навантаження в тривалому режимі струмом 2,5 А. Граничний струм включення 10 А. Граничний струм відключення: постійний при напрузі 220 У і голову постійної часу ланцюга 0,01 з — 0,25 А; перемінний частотою 50 гц при коефіцієнті потужності 0,4: при напряжении127 У буде 2,5 При напрузі 220 У — 1,6 При напрузі 380 У — 1,0 При напрузі 440 У — 0,5 А.

Реле електромагнітні РЭВ800 застосовують у схемах автоматичного управління у ролі електромагнітних реле часу, контролю струму, контролю напруження і проміжних, вони придатні до роботи прерывестотривалому і повторно-кратковременном режимах.

Реле контролю напруження і проміжні РЭВ821, РЭВ822, РЭВ825, РЭВ826 виготовляють з втягивающими котушками на номінальні напруги 24, 48, 110 і 220 У. Маса реле трохи більше 5 кг.

Реле мінімального струму РЭВ830 виготовляють з втягивающими котушками на номінальні струми 0,6; 1; 1,6; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25; 40; 63; 100; 160; 250; 320; 400 і 630 А. Конструкція реле допускає застосування токовых котушок на великі значення номінальних за збереження номінального значення МДС, рівного 2400 А. Реле регулюють на струм втягування не більше 30−80%. Коефіцієнт возвратареле не номінується і становить орієнтовно 0,3. Реле має один який замикає, один размыкающий контакти. Згідно з умовами динамічної стійкості втягивающая котушка струму забезпечує перебіг 10-кратного стосовно номінальному струму протягом 0,5 з. Номінальний струм контактів 10 А.

Контакторы однополюсные постійного струму типу КП207 предназначенны для коммутирования силових електричних ланцюгів генераторів і електродвигунів постійного струму при номінальному напрузі 600 У. Вони виконуються з замыкающими головними контактами. Контактор КП207 відрізняється від відповідного виконання контактора КП7 наявністю отключающих пружин. Номінальний струм контактора КП207У3 2500 А, номінальне напруга 600 У. Контакторы расчитанны на тривалий режим роботи за номінальному струмі. Гранично дозволене число включень за годину — 30. Власне час спрацьовування контактора КП207 (з урахуванням реле форсировки) замикання — 0,25 з, розмикання — 0,05−0,08 з. Контакторы можуть виготовлятися з умонтованим максимальним реле, у яких один який замикає і тільки размыкающий контакти. Установки струму спрацьовування максимального реле контактора КП207У3 1250, 1600, 2500, 3750, 5000 А. Контакторы мають три замикаючих і трьох размыкающих допоміжних контакту, з яких одна размыкающий контакт задіяний у подальшому ланцюгу форсировки котушки. Для розширення діапазону регулювання і підвищення точності використовуються замкнуті системи регулювання. Ідея замкнутих систем регулювання зводиться до того що, що у системі автоматично компенсується вплив збурюючих факторів і кутова швидкість чи момент двигуна можуть із більшої точністю підтримуватися на необхідному уровне.

Зворотні зв’язку діляться на жорсткі урбаністи і гнучкі. Жорсткі зв’язку діють як і перехідному, і у що встановилася режимах роботи, гнучкі - лише у перехідному режимі. Розрізняють позитивні й негативні зворотний зв’язок. При збільшенні регульованої величини позитивна зв’язок ще ймовірніше її збільшує, а негативна, навпаки, зменшує. Зворотні зв’язку можуть передавати сигнали, пропорційні значенням чи похідною (іноді інтегралу) від значення напруги, струму (чи моменту), швидкості, кута повороту тощо. п. У таких випадках вони називаються (жорсткими чи гнучкими, позитивними чи негативними) зворотними зв’язками відповідно по напрузі, току, швидкості, углу.

Для автоматичного регулювання необхідно виміряти сигнал зворотний зв’язок, потім цей результат як напруги порівняти (зробити алгебраїчне підсумовування) з заданим як напруги значенням регульованої розміру й направити результат порівняння регульованому об'єкту. Зазвичай енергії вимірювального органу виявляється замало на регулюючий орган, тому виникає потреба у застосуванні усилительного устрою. Перелічені елементи (вимірювальний орган, підсилювач і регулюючі орган) входить у пристрій регулятора, здійснює процес регулирования.

Отже, система автоматичного регулювання складається з регульованого об'єкту і регулятора, реагує зміну регульованої величины.

Обмеження моменту, развиваемого приводом, до необхідного значення з певної точністю може відбутися, наприклад, за незначного зниження ЭДС перетворювача, яке живить якір двигуна постійного струму незалежного порушення. Автоматично це виконується під час використання відповідної зворотний зв’язок. У разі доцільно застосувати негативний зворотний зв’язок по току, яка набирає чинності при досягненні струмом (чи моментом при Ф = const) заданого значения.

8. Побудова статичних характеристик замкнутої системи электропривода.

Для побудови статичних характеристик скористаємося передатними функціями електропривода за контурами U®w і Мс®w:

[pic].

[pic].

Побудова природною характеристики двигуна вестимемо з двох точкам — під час роботи двигуна на холостому ходу й у номінальному режимі. Працюючи двигуна на холостому ходу відсутня вплив на каналі обурення, тому розрахунок ведемо лише з каналу завдання. У статичному режимі оператор p=0. Передатна функція на каналі завдання матиме вид:[pic].

[pic].

Значення швидкості холостого ходу при номінальному напрузі визначається: w0=Wu®w (p)ЧUн=0,5089Ч220=111,96 рад/с.

Падіння швидкості при номінальному моменті Dw визначається сигналом по возмущающему воздействию:

[pic].

Dw= WM®w (p)ЧMc=0,0166.Ч716,25=11,89 рад/с;

Значення швидкості при номінальному моменті равно.

wн=w0-Dw=111,98−11,89=100,1 рад/с;

Побудова основний характеристики ЭП.

Будуємо також із двом точкам — при моменті номінальному і за М=0.

Скорость холостого ходу залишається незмінною (w0=111,96 рад/с), а падіння швидкості Dw зміниться, оскільки збільшиться опір якірній ланцюга, що зменшить жорсткість характеристики. [pic].

Падіння швидкості одно (Dw):

Dw=WMc®w (p)ЧMн=0,0295Ч430=12,66 рад/с.

Значення швидкості при номінальному моменті (wн):

wн=w0-Dw=112,8−12,66=100,14 рад/с.

Статичну характеристику замкнутої системи побудуємо з двох точкам, використовуючи значення номінальною швидкості і жёсткости.

wн=104,7 рад/с,.

[pic].

где: w0з — швидкість холостого ходу замкнутої системы.