Механическая часть электромеханической системы. Нагрев и охлаждение электродвигателей. Шаговый двигатель как элемент электромеханической системы, страница 10

Разомкнутая система представляет собой последовательно включенные ее составляющие, на которые могут оказывать воздействия внешние силы, т. е. силы, приложенные со стороны других не входящих в состав этой системы объектов. В разомкнутой системе электропривода управление и регулирование координат осуществляется простейшими средствами – путем детерминированного изменения его параметров и воздействий, поэтому точность воспроизведения фазовых координат системы не высока, и диапазон их получения не велик Замкнутой называется система, охваченная обратными связями, с помощью которых автоматически компенсируется воздействие указанных выше внешних сил и фазовые координаты поддерживаются на требуемом уровне с необходимой точностью. Идея замкнутых систем сводится к тому, что в системе автоматически компенсируются воздействия возмущающих факторов, и фазовые координаты поддерживаются на требуемом уровне с большой точностью в результате действия введенных обратных связей. Обратная связь это воздействие результатов функционирования электромеханической системы (ее координат) на характер дальнейшего функционирования (на управление) этой же системы. Обратные связи бывают жесткие и гибкие. Жесткие связи действуют как в установившихся режимах, так и в переходных режимах. Гибкие связи действуют только в переходных режимах. Различают положительные и отрицательные обратные связи. Положительная обратная связь еще больше увеличивает регулируемую величину (координату) при ее увеличении по разным причинам. Отрицательная обратная связь уменьшает регулируемую величину (координату) при ее увеличении по разным причинам. Введение обратных связей обеспечивает автоматическое регулирование координат при различных возмущениях, расширяет возможности формирования требуемых точностных и динамических показателей. Известны такие способы автоматического регулирования переменных координат:

– регулирование по отклонению регулируемой координаты от заданного значения с помощью отрицательной обратной связи по этой координате,

– регулирование по возмущению, предполагающее компенсацию влияния возмущения на регулируемую координату с помощью положительной обратной связи по возмущению.

Для количественного определения предъявляемых к регулируемому электроприводу требований и для сопоставления между собой возможных способов регулирования используются обобщенные основные показатели. К ним относится:

1)  диапазон регулирования

2)  плавность регулирование

3)  точность регулирования

4)  динамические показатели качества управления и регулирования

5)  экономичность регулирования (энергетические показатели)

Диапазон регулирования координаты характеризует пределы изменения ее средних значений  при данном способе регулирования, рис. 21.

Рис. 21

Возможные пределы регулируемой величины ограничиваются сверху максимально допустимыми или реализуемыми значениями переменной, а снизу требуемой точностью или минимально реализуемыми значениями переменной при данном способе регулирования. Например, диапазон регулирования скорости ограничен сверху механической прочностью элементов привода Для такой координаты как скорость диапазон регулирования  запишется так D = ω_макс / ω_мин   

Плавность  регулирования  характеризуется   числом   дискретных значений регулируемой величины, реализуемых при данном способе регулирования в диапазоне  регулирования.  Оценивается этот  показатель следующей формулой            , где х_i и х_i-1 – значения переменных на двух соседних ступенях регулирования, рис. 21. Чем ближе указанное соотношение к единице, тем выше плавность регулирования. Высокая плавность регулирования достигается тем проще, чем меньше мощность электрической цепи Точность регулирования определяется возможными отклонениями переменной от ее заданного значения при возможных возмущающих факторов. Если на какой-либо характеристике имеются некоторые отклонения переменной под воздействием возмущающих факторов, и они сохраняются на любой другой характеристике, полученной при регулировании, то следует говорить о том, что точность регулирования сохранилась. Сохранить точность или небольшие ее отклонения способствует модуль жесткости механической характеристики электропривода (электродвигателя). Чем жеще естественная характеристика, тем лучше сохраняется точность регулирования. Почти всегда модуль жесткости естественной механической характеристики при получении искусственных характеристик (при регулировании) уменьшается. Поддержание модуля жесткости характеристики, а значит и сохранение точности регулирования, можно достичь созданием замкнутых систем электропривода. В ряде случае для оценки точности регулирования можно воспользоваться такими параметрами как статическое падение скорости у механических характеристиках двигателя постоянного тока или скольжения  у механических характеристиках асинхронных двигателях. Оценкой точности в этом случае служит отношение наибольшего отклонения Δх_макс  к среднему значению х_ср       .