Автоматическое управление техническими системами. Система «Управляемый преобразователь – машина постоянного тока» как объект управления. Автоматическое регулирование координат электропривода. Частотно токовое управление АД, страница 35

Для конкретизации требований к динамической точности при произвольном входном сигнале задают максимальные расчетные значения первой и второй производных входного сигнала  и . Для режимов заводки с постоянной скорости и с линейно возрастающей скоростью  введем понятие добротности по скорости: 

                                                                                      (7.33)

и добротности по ускорению:

                                                                                    (7.34)

где  - допустимая ошибка слежения.

Эти параметры позволяют построить граничную ЛАЧХ в области низких частот, которая обеспечивает в этой области значения динамических коэффициентов усилениядостаточные для ограничения ошибки допустимой величиной для гармонического входного сигнала  при условии  и .

Рис. 7.9

Построение этой ЛАЧХ (рис.7.9) сводится к построению прямой 1 с наклоном – 20дб/дек, пересекающей ось абсцисс в точке  и прямой 2 с точкой пересечения. Для обеспечения требуемой динамической точности слежения ЛАЧХ разомкнутого контура регулирования положения не должна заходить в область, граница которой отмечена штриховкой на рис.7.9.

Рассмотренная трехконтурная следящая система настроена на точную компенсацию постоянных и ее ЛАЧХ (прямая 3) в низко- и среднечастотной областях имеет наклон – 20дб/дек, как и прямая 1. Очевидно, эта настройка может обеспечить требуемую точность, если данная добротность по скорости  меньше частоты среза равна системы или равна ей.

                                                                (7.35)

При настройке всех контуров на технический оптимум и заданное значение не должно превышать 12,5.

Вид граничной по условиям точности ЛАЧХ (штриховка) свидетельствует о целесообразности использования контура регулирования, настроенного на симметричный оптимум. Пусть при заданных добротностях и ЛАЧХ трехконтурной схемы с П – регулятором положения имеет вид ломаной 3 рис.7.9. заменив П – регулятор на ПИ и подобрав параметры по симметричному оптимуму, получим:

                                                      (7.36)

Передаточной функцией (7.36) соответствует ЛАЧХ с частотой среза  и низкочастотной асимптотой с наклоном – 40дб/дек (прямая 4). Сравнивая прямые 3 и 4, можно убедиться, что использование симметричного оптимума, может обеспечить выполнение требований к точности в случаях, когда настройка на технический оптимум дает недостаточные для этого коэффициенты усиления в области низких частот.

8. Регулирование скорости АД

Регулирование скорости асинхронных двигателей может осуществляться тремя способами:

· Параметрическое регулирование. Способ связан с изменением различных параметров двигателя: сопротивлений (как активных, так и активно - индуктивных) в цепи статора и (или) ротора.

· Введение добавочной ЭДС в цепь ротора (каскадное включение) или применение специальной дополнительной обмотки для создания добавочной ЭДС (коллекторные машины переменного тока).

· Изменение параметров источника питания (ИП) АД: напряжения питания, частоты ИП; импульсное изменение питания АД. При этом различают частотное регулирование, при котором управляют частотой и формируют напряжение на статоре, частотно – токовое, при котором определенным образом формируют токи в статорных обмотках, и векторное управление, при котором формируют вектор основного потокосцепления машины.

Первые два способа были рассмотрены в предыдущих курсах. Мы же подробнее остановимся на третьем способе регулирования скорости АД.

8.1 Регулирование скорости АД изменением проводимого напряжения

Рассмотрим такое регулирование при использовании тиристорного регулятора напряжения (ТРН) и введения обратной отрицательной связи по скорости. Схема регулирования приведена на рис.8.1.

Рис. 8.1

На вход регулятора скорости РС поданы сигнал задания  и сигнал обратной связи по скорости . В цепь управления ТРН введен сигнал смещения, с помощью которого при  устанавливается минимальное напряжение на выходе ТРН. Необходимо учитывать, что напряжение на выходе ТРН несинусоидально, зависит от угла регулирования  и от угла активно – индуктивной нагрузки, которой является АД при определенном скольжении S.