1. Системы управления электроприводами с обратными связями

В замкнутых системах управления электроприводами для повышения диапазона регулирования и качества динамических процессов применяются различные структуры построения регуля­торов, используют различные обратные связи.

В настоящее время известны системы управления с парал­лельными обратными связями, с переключающимися обратными связями, системы подчиненного регулирования координат, комби­нированные системы управления. Каждая система имеет свои по­ложительные и отрицательные свойства, и в связи с этим, свою область применения.

Данные методические указания разработаны к комплексу лабораторных работ по изучению регулировочных свойств обрат­ных связей в системе электропривода ТП-Д. Изложены принципы построения систем управления, выделены внешние возмущающие воздействия, влияющие на регулировочные свойства замкнутой системы, рассмотрены теоретические вопросы регулировочных свойств обратных связей. Комплекс лабораторных работ состоит из 4-х лабораторных работ по изучению отрицательной обратной связи по напряжению якоря, отрицательной обратной связи по скорости, положительной обратной связи по якорному току и отрица­тельной обратной связи по якорному току с отсечкой.

Выполнение каждой лабораторной работы включает в себя экспериментальное исследование статических и динамических харак­теристик замкнутой системы управления, сравнение их с характери­стиками разомкнутой системы, сравнительную оценку замкнутой сис­темы и разработку различных комбинаций обратных связей. Динамические свойства системы управления электроприводом также могут быть исследованы с применением программы MATLAB.

1.1. Принципы построения

Система управления электроприводом с обратными связями включает в себя силовую часть электропривода (объект регулирования) с коорди­натами Y_i и один регулятор, на вход которого подаются сигнал задания Uз и сигналы обратных связей Uoсi от датчиков обратных связей и Uof –компенирующая обратная связь по возмущению (рис. 1.1). Могут применяться следующие обратные связи: отрицательные, положительные, жесткие, гибкие, с отсечкой (задержанные обратные связи). Применение конкретной обратной связи направ­лено на улучшение статических или динамических свойств замкну­той системы управления или для ограничения внутренних координат объекта управления. Применение одного регулятора обеспечивает максимальное быстродействие, однако, существует взаимное влияние внутренних координат на качество переходных про­цессов при их ограничении[1,3].

Рис. 1.1. Структурная схема системы управления

Широкое распространение системы с параллельными об­ратными связями получили в экскаваторном электроприводе, где в качестве общего регулятора использовался магнитный усилитель (МУ), а обмотки управления МУ выполняли сразу функции гальва­нической развязки и датчиков.

Комплекс лабораторных работ разработан для изучения регулировочных свойств обратных связей применительно к системе электропривода тиристорный преобразователь – двигатель (ТП-Д).