Как следует из последнего приведенного выражения заданная погрешность системы электропривода определяет значения коэффициентов обратных связей и коэффициентов усиления преобразователя и усилителя. В системе с обратной отрицательной связью по скорости
с отрицательной связью по напряжению
с положительной связью по току
где Δωз — заданная погрешность в замкнутой системе; Δωе = IRд kд – погрешность естественной характеристики двигателя.
В требованиях к электроприводам обычно задается статизм по отношению к скорости идеального холостого хода
δ = Δωз /ω 0 или δ % = (Δωз /ω 0 ) 100.
При регулировании скорости двигателя вниз от основной в заданном диапазоне D статизм уменьшается в D раз. Поэтому выбор значения произведений коэффициентов необходимо производить с учетом этого изменения.
Таким образом значения произведений коэффициентов (суммарный коэффициент разомкнутой системы) определится:
при отрицательной связи по скорости
;
при отрицательной связи по напряжению
при положительной связи по току
где δр = Δωр /ω 0 мах — статизм разомкнутой системы по отношению к максимальной скорости идеального холостого хода; δе = Δωз /ω 0 мах — статизм на естественной характеристике двигателя по отношению к максимальной скорости идеального холостого хода; δз = Δωз /ω 0 min – заданный статизм; D = ω 0 мах /ω 0 min — заданный диапазон регулирования скорости.
Из приведенных уравнений обычно определяется требуемый коэффициент усиления промежуточного усилителя. Коэффициенты обратных связей определяются возможностями датчиков, например тахогенератора, и верхним уровнем задающего напряжения. Коэффициент усиления преобразователя зависит от свойств преобразователя и при выбранном преобразователе бывает известным.
Регулирование скорости двигателя в заданном диапазоне осуществляется изменением задающего сигнала U3. Значения U3, как и статизм, зависят от коэффициентов обратных связей и коэффициентов усиления преобразователя и усилителя. Определяется U3 обычно из уравнения электромеханической характеристики при идеальном холостом ходе двигателя. Уравнение U3 условно при действии всех трех связей имеет вид:
Как отмечалось выше замкнутые СУЭП строятся и с использованием различных комбинаций рассмотренных обратных связей. Из комбинированных связей распространение получили комбинации отрицательной связи по скорости или напряжению и положительной по току. При этом связь по напряжению (или скорости) принимается сильной, а связь по току — слабой. Поэтому на верхних скоростях диапазона, где статизм удовлетворяет требованиям, действие токовой связи слабое, а на нижних скоростях, когда напряжение на якоре двигателя снижено, основную роль играет связь по току. Нелинейность характеристик усилителя и преобразователя при малых напряжениях не сказывается.
Комбинация связей по напряжению и току получила широкое распространение в виде обратной связи по ЭДС двигателя, когда Rдkн/ R = kТ .
Рис.3.12. Функциональная схема электропривода
с отрицательной обратной связью по ЭДС
Датчиком противо-ЭДС двигателя является уравновешенный тахометрический мост (R1 R3 = R2 Rд).
Напряжение обратной связи по ЭДС равно:
e_post/sys_upravl_elpriv/pic66_2.gif>.
Уравнение электромеханической характеристики
Связь по ЭДС двигателя обеспечивает стабилизацию его скорости с точностью ниже, чем связь по скорости с тахогенератором, так как она не учитывает влияния переходного сопротивления щеточного контакта и реакции якоря двигателя. Используется такая связь при невозможности или нежелательности установки тахогенератора.