Из широкого многообразия замкнутых СУЭП, основной функцией которых является поддержание постоянства регулируемой величины, наиболее характерны системы стабилизации скорости. Стабилизация скорости двигателя достигается посредством применения системы П-Д, имеющей одну или несколько обратных связей.
В установившихся режимах основным показателем работы системы стабилизации скорости служит точность поддержания постоянства заданной скорости при воздействии на систему различных возмущений: изменения момента нагрузки привода Мс, нестабильность и неоднозначность статических характеристик усилительных и преобразовательных элементов, колебания напряжения питающей сети, температурные изменения сопротивлений обмоток электрических машин или аппаратов и т.д.).
Точность системы определяется, в первую очередь, перепадом скорости Δωс при изменении ΔМc в заданных пределах, т.е. жесткостью или статизмом механических характеристик системы, а также «дрейфом», обусловленным прочими упомянутыми ранее возмущениями. В зависимости от требований, предъявляемых к точности стабилизации скорости и диапазона регулирования скорости D = ωмакс/ωмин применяют различные варианты регулирующих обратных связей.
Функциональная схема обобщенной системы стабилизации скорости двигателя постоянного тока при изменении нагрузки на его валу, обеспечивающая регулирование скорости и ее стабилизацию с высокой точностью в статических и динамических режимах приведена на рис. 3.9. Она включает в себя двигатель М, преобразователь U, промежуточный усилитель А, измерительный элемент AW (сумматор) и обратную связь.
Рис. 3.9. Функциональная схема электропривода постоянного тока
В качестве преобразователей в таких системах электропривода используются генераторы постоянного тока, электромашинные и магнитные усилители и полупроводниковые (транзисторные и тиристорные) управляемые выпрямители.
В качестве промежуточных усилителей в электроприводах используются электромашинные, магнитные, транзисторные и интегральные усилители.
В системах электропривода применяются три основные жесткие обратные связи: по скорости, напряжению и току двигателя, а также их различные комбинации. Для стабилизации скорости двигателя принимаются отрицательные связи по скорости и напряжению и положительная связь по току. Для стабилизации момента двигателя применяется отрицательная связь по току и положительные связи по скорости и напряжению.
Работа электропривода в установившихся и переходных режимах при инерционном преобразователе и постоянном магнитном потоке двигателя описывается следующей системой дифференциальных уравнений:
где uз, uос, uу, uуп — напряжения: задающее, обратной связи, управления системы, управления преобразователем; еп — ЭДС преобразователя; ω — угловая скорость двигателя; М, i, Мс, — момент и ток двигателя, момент статической нагрузки; ky, kn — коэффициенты усиления промежуточного усилителя и преобразователя; kд = 1/СФ — коэффициент передачи двигателя по скорости; С — конструктивная постоянная двигателя; Тп — постоянная времени преобразователя, которая в общем виде может быть функцией его напряжения управления Тп (uу); R, L — суммарные сопротивление и индуктивность силовой якорной цепи преобразователь — двигатель, включающие сопротивления и индуктивности двигателя (Rд, Lд), преобразователя (Rп, Ln) и других элементов якорной цепи; J — момент инерции электропривода с учетом моментов инерции двигателя Jд и механизма Jмех,пр приведенного к валу двигателя (J = Jд + J мех,пр). Сигналы обратных связей в режиме стабилизации скорости, осуществляемые датчиками скоро
