Замкнутая система ЭП с обратной связью по скорости.

Замкнутые структуры электроприводов строятся по принципу компенсации возмущения и отклонения (по принципу обратной связи). Пример автоматического регулирования ско­рости по отклонению с ОС по скорости показан на рис. 1, где приняты следующие обозначения: U_oc=k_ocω — сигнал обратной связи, который вычитается из U_з.с; U_∆ — суммарный сигнал управления, который автоматически изменяется в зависимости от рассогласования сигнала задания скорости и сигнала ОС и с помощью системы управления электроприводом устраняет отклонение скорости.

Обратные связи, применяемые в электроприводе, делятся на положительные и отрицательные, жесткие и гибкие, линейные и нелинейные.

Положительной называется такая ОС, сигнал которой на­правлен согласно (складывается) с заданием, в то время как сигнал отрицательной ОС направлен встречно ему.

Жесткая ОС действует в установившемся и переходном ре­жимах работы электропривода. Сигнал гибкой ОС вырабатыва­ется только в переходных режимах и служит для обеспечения требуемого их качества, например устойчивости движения, до­пустимого перерегулирования и т.д.

Линейная ОС характеризуется пропорциональной зависимо­стью между регулируемой координатой и сигналом обратной связи; при реализации нелинейной зависимости эта связь нели­нейна.

В зависимости от вида регулирования координаты в электро­приводе применяются ОС по скорости, положению, току, на­пряжению, моменту и т.д.

В замкнутой системе регулирования скорости ДПТ НВ (рис. 4) тахогенератор включен в цепь управления УВ после­довательно с управляющим напряжением U_упр, в результате чего образуется отрицательная обратная связь по скорости. Ток, созда­ваемый тахогенератором, направлен встречно току управления, и в цепи управления действует разность напряжений, U_ТГ — напряжение тахогенератора, пропорциональное частоте враще­ния вала ДПТ.

Потенциометром (задатчиком) R₃ устанавливается такое значение ∆ U, при котором обеспечивается необходимая частота вращения. В дальнейшем система автоматически поддерживает с определенной погрешностью заданную частоту вращения. Так, при возрастании момента сопротивления на валу ДПТ его скорость уменьшается, что приводит к уменьшению ЭДС тахогенератора; при этом ∆ U возрастает и увеличивает выходное напряжение U _УВ управляемого выпрямителя. Соответственно возрастают напряжение на якоре ДПТ и частота его вращения. Процесс возрастания скорости будет продолжаться тех пор, пока ∆ U и скорость вала двигателя не достигнут заданных значений. Аналогичные процессы происходят при уменьшении нагрузки на валу.

Замкнутая схема управления АД, выполненным по схеме ти ристорный регулятор напряжения — электродвигатель позво­ляет регулировать скорость АД с повышенным скольжением (такие двигатели применяются в вентиляционных установках сельскохозяйственного назначения). Рассмотрим схему регулирования скорости АД с помощью тиристорного регулятора напряжения (ТРН) (рис. 3). В цепь статора включены три пары встречно-параллельно соединенных тиристоров VS1...VS6, образующих силовую часть ТРН. Управляющие электроды тиристоров подсоединены к выходам СИФУ, которая распределяет управляющие импульсы на все тиристоры и осуществляет их фазовый сдвиг относительно сетевого напряжения в зависимости от управляющего сигнала U_упр. Свалом АД механически связан вал тахогенератора. ЭДС тахогенератора Е_ТГ сравнивается с задающим напряжением U ₃, снимаемым с задающего потенциометра скорости. Разность U ₃ и Е_ТГ, равная напряжению управления (U_{упр =} U ₃ - Е_ТГ), поступает на вход СИФУ. При увеличении этого сигнала угол управления тиристорами уменьшается, а напряжение, приложенное к статору, увеличивается.

При увеличении нагрузки на валу АД его скорость уменьшается. Соответственно уменьшается и ЭДС тахогенератора Е_ТГ. Уменьшение Е_ТГ приводит к увеличению U_упр и уменьшению угла управления, в результате чего подаваемое на АД напряжение увеличивается. Момент двигателя возрастает, снижение скорости будет небольшим, т.е. жесткость механической характеристики АД благодаря отрицательной ОС по скорости увеличится. При уменьшении момента нагрузки напряжение на статоре автоматически снижается, в результате чего скорость привода будет поддерживаться на заданном уровне.