датчика скорости подается скачком, при этом часто в динамических режимах возиикают недопустимые значения параметров управления, что требует введения ограничений в связи с требованиями технологического процесса, обеспечения прочности механизмов передающих устройств и ограничения значений параметров электродвигательных, преобразующих и управляющих устройств. Ограничения сигналов управления осуществляются

Положительная обрахная связь по току двигателя используется в иоиб1Н1ацин с другими связями (по скорости и напряжению) в системах, осуществляющих комбинированный способ управления по отклонению и возмущению.

При необходимости исключить действие возмущающего воздействия используют положительную связь по возмущению. Например, такая связь осуществляется по моменту

AW2 /U*7

-----(8)-ч8>

AWn.

о,сп

£1

0<he1

Рис 6.5. Структурные схемы систем эле

а - с промежуточным (суммирующим) усилителем; б - с нез

ров; в - оодчниеяивго регумроваавя.

регужкроваиием парамет-

нелниейиыми устройствами управлеиия и нелинейными (задержанными) отрицательными обратными связями по скорости, наиряжеиию н току (см. разд. 7).

Возмущающие воздействия, определяемые технологическим процессом рабочей машины (изменяющим нагрузку и момент инерции электропривода), питающей сетью (имеющей колебания напряжения), окружающей средой (влияющей иа температуру и создающей различные помехи), .отрабатываются обратными связями, осуществляющими управление по отклонению параметров электропривода от заданного значения.

Иногда в системах электропривода компенсируют действие возмущающих воздействий с помощью положительной обратной связи по току двигателя, осуществляющей принцип управления по возмущению. Как самостоятельный этот принцип в электроприводах стабилизации скорости двигателя ие используется из-за недостатков положительной связи по току (см. разд. 7).

статической нагрузки датчиком момента В1. Она юомпенснрует действие статического момента и обеспечивает независимость (инвариантность) регулируемого параметра (скорости) от возмущающего воздействия по иа-грузке.

Системы стабилизации скорости и момента пощ)Взделиются по роду тока или типу двигатели и ореоСзова-юхя на системы электроприводов постоянного и переменного тока, по принципу действии - ва непрерывные (аналоговые) и нрерывистые (дискретные), по принципу регулирования - иа статические и астатические.

По структуре системы стабилизации скорости и момента электроприводов выполняются трех видов: с промежуточным (суммирующим) усилителем; с незавасиюш регуди-роваииан параметров; с недчиневвым регулированием вараметов [6.10].

В системе с птжежуточвым (суиширую-щим) усилителем фж. 6.5, А дня регулирования параметров свстемы Y1, Y2, гя.

соответствующих элементов электропривода Е1, Е2, .... Еа используются непрерывные и задержанные (с отсечками) обратные связи. Отсечки в обратные связи вводятся для исключения действия связей при определенных значениях параметров. Сигналы обратных

связей f/o.ci. о.са.....о.сл суммируются

с задающим сигналом на входе усилителя А, служащего также для повышения коэффициента усиления системы. Задающий сигнал определяет обычно выходной параметр системы (скорость), но только при непрерывной обратной связи, а прн связях с отсечками выходной параметр определяется задающим сигналом и напряжением отсечки. Это вызывает определенные трудности прн использовании задатчиков н особенно прн регулировании нескольких параметров. Поэтому в таких системах обычно используется регулирование только одного параметра (обычно скорости). Настройка качества регулирования в таких системах осуществляется компромиссно для разных параметров, так как независимая настройка каждого параметра здесь невозможна.

В системе с независимым регулированием параметров (рис. 6,5, 6) регулирование осуществляется параллельно. Каждому регулируемому параметру соответствует свой регулятор (А1, А2.....An) и свой сигнал задания

(U31, U32..... зп). В такой системе в каждый момент времени регулируется только один параметр. Это обеспечивает логическое переключающее устройство ЛПУ, подключающее на вход системы выход регулятора, воздействие которого в данный момент времени является определяющим. Подобные системы в отечественной промышленности не применяются из-за сложности ЛПУ и преимуществ третьего вида систем.

В системе с подчиненным регулированием параметров (рис. 6.5, в) (см. § 7.1.3) регулирование осуществляется последовательно. Каждому регулируемому параметру соответствует свой регулятор (А1, А2, ....

An), а задающий сигнал каждого последующего регулируемого параметра соответствует выходу предыдущего регулятора. Поэтому регулирование каждой координаты подчинено регулированию предыдущей. Система с подчиненным регулированием позволяет настраивать каждый параметр отдельно, начиная с внутреннего, и делать это независимо от настройки внешнего параметра. В таких системах просто осуществляется ограничен ние значений параметров путем ограничения выходного сигнала предыдущего пара-метра.

К электроприводам с замкнутыми системами регулирования скорости предъявляются требования, обусловленные в каждом конкретном случае спецификой технологического процесса и режимом работы рабочей машины. Основными требованиями являются обеспечение качества регулирования в установившихся и переходных режимах.

Основным показателем качества регули-ропанпя скорости н момента в установившихся рржимй.х электропривода является точность

стабилизации перемениой (скорости, момента) регулирования.

Точность стабилизации переменной оценивается отклонениями ее от заданного значения под действием возмущающих воздействий.

Если учитывать колебания задающего напряжения U3 и изменение нагрузки М, то при статическом регулировании скорости

Рис. 6.6. к определению статизма систем электропривода в его составляющих.

точность стабилизации оценивается статиз-мом системы [6.2] (см, разд. 4).

Статизм системы s может быть выражен как сумма статизма по заданию 63 и статизма по возмущшию 6с (рис. 6.6):

®0з < вз

где - заданное значение скорости при н(Ч)мальном значении \]з\ щ, 0) - скорость идеального холостого хода и скорость, соответствующая нагрузке М, яри сниженном t/g.

Статизм системы может быть выражен через параметры разомкнутой систшы

~ +0)03(1+*)

где До)р - перепад скорости в разомкнутой системе при нагрузке М, определяется по характеристике разомкнутой системы Р; k = = Щр/Оз.р - коэффициент передачи разомкнутой системы; £/з,р - задающее напряжение разомкнутой системы.

При учете возмущающего воздействия только по нагрузке статизм бц оценивается по механической или электромеханической характеристике.

В астатических системах по возмущению значения статизма 6 и 6 равны нулю.

Стабильность работы электроприводов в установившемся режиме характеризуется отклонениями скорости при изменении нагрузки Аос, напряжения питающей сети Асац и температуры окружающей среды Аш

Ао) = А(Вс+Ао) + Д т.

Отклонение скорости AOj., %, определяется при изменении нагрузки от 0,15 /Иной

до Мно при t/но и20± 5°С:

100.

Отклонение скорости, %, при изменении иаприжения питания определяется при изменении вапряжеиия питания от 0,9t/Hoii до 1,1 UaoH при Мной и = 20± 5 С-

Д( н =

1, IVном f ном

100;

0,9£/н

ном - (О

-.100.

вом

Отклояеиие скорости, %, при изменении температуры определяется при изменении температуры от +20 =Ь 5 °С до +45 °С и прогреве привода до установившегося состояния при t/нои и Мс = 0,5 Мной:

го*

100.

При изменении иаправлеиия вращения привода электродвигателя появляется еще погрешность реверса. Оиа определяется при Мс = О, t/ном и <° = 20 ± 5 °С, %,

д ,==1(5п£.100,

Шп + < л

где (On, (Од - скорость двигатели при правом и левом вращениях.

Значения отклонений скорости для электроприводов металлорежущих станков приведены в разд. 14.

В динамических режимах качество регулирования определяется характером переходного процесса при изменении управляющего воздействия (пуск, торможение и изменение скорости) и возмущающего воздействия по нагрузке (наброс или сброс нагрузки).

Качество системы по характеру переходного процесса в динамических режимах оце-вивается прямыми показателями качества: быстродействием и плавностью протекания переходного процесса.

Качество системы электропривода в динамических режимах можно оценить по изменяемым во времеии регулируемой величине у (О или ошибке 6 (О, равной рассогласованию между заданным и текущим значениями самой величины 6 (О = 8 (О - (О- В системах стабилизации скорости качество оценивается по величине у (О, а в следящих системах - по ошибке 6 (0.

Характер управляющих и возмущающих воздействий может быть разный. Обычно используется воздействие в виде скачка, т. е. мгновенного ступенчатого изменения величины от одного значения к другому (U3 - - из,у-1 (0; Мс = Мс,у-1 (0), линейного изменения во времени ( 3 = at; Мс = af)

и гармонического воздействия в виде синусоидального закона (кз = t/g, sin Q<; М == = Mc,ySinQ/).

При скачкообразном изменении управляющего и возмущающего по нагрузке воздействий переходные процессы в электроприводе имеют вид колебательных процессов, определяемых параметрами преобразователя, двигателя и обратной свизн (рис. 6.7, а, б).

Рнс. 6.7. К определенню динамических показателей электропривода.

Быстродействие системы электропривода оценивается временем вхождения скорости в 5%-ную область установившегося значения переменной. Оно может быть определено неравенством

(О (t)-е>у Д ю (О-Д Юуст

Шуст-й>я

нач уст

где (О (О, До) (О - изменение скорости или ее приращения во времеии; Шуст. ввач - установившееся и начальное значения скорости; Дшуст - приращения скорости от началь- ного до установившегося значений; а - установленная (заданная) точность окончания переходного процесса (обычно в электроприводе принимается а = 0,03 0,05), соответствующая 5 %-ному отклонению от <Ву .

Рассматривается также времи достижении максимального значения регулируемой величины t ax - т. е. время максимального перерегулирования.

Повышение быстродействия повышает производительность рабочей машины, снижает динамические ошибки при возмущении по нагрузке и повышает точность при позициовн-роваини, следящеу и программном управлениях, но оно ие безгранично.