System kontroli prędkości prądu stałego

Przegląd Metody kontroli prędkości są zwykle mechaniczne, elektryczne, hydrauliczne, pneumatyczne i mechaniczne, a elektryczne metody kontroli prędkości można stosować tylko w przypadku mechanicznych i elektrycznych metod kontroli prędkości. Popraw wydajność przekładni, jest łatwa w obsłudze, łatwa do uzyskania bezstopniowa regulacja prędkości, łatwa do osiągnięcia kontrola na duże odległości i automatyczne sterowanie, dlatego szeroko stosowane w maszynach produkcyjnych ze względu na silnik prądu stałego ma doskonałe właściwości ruchu i sterowania, chociaż nie jest tak konstrukcja jak silnik prądu przemiennego Prosty, niedrogi, łatwy w produkcji i łatwy w utrzymaniu, ale w ostatnich latach, wraz z rozwojem technologii komputerowej, technologii elektroniki mocy i technologii sterowania, system kontroli prędkości prądu przemiennego rozwinął się szybko i w wielu przypadkach stopniowo zastępuje system kontroli prędkości prądu stałego. Ale główna forma. W wielu sektorach przemysłu w Chinach, takich jak walcowanie stali, górnictwo, wiertnictwo morskie, obróbka metali, tekstylia, papiernictwo i wieżowce, w teorii i praktyce wymagane są wysokowydajne, sterowane elektryczne systemy kontroli prędkości oporu, począwszy od technologii sterowania. perspektywy, jest to podstawa systemu kontroli prędkości prądu przemiennego. Dlatego najpierw skupiamy się na regulacji prędkości prądu stałego. 8.1.1 Metoda sterowania prędkością silnika prądu stałego Zgodnie z podstawową zasadą opisaną w trzecim rozdziale Silnik prądu stałego, na podstawie potencjału indukowanego, momentu elektromagnetycznego i równania charakterystyki mechanicznej, istnieją trzy metody sterowania prędkością prądu stałego silniki: (1) Wyregulować napięcie zasilania twornika U.

Zmiana napięcia twornika polega głównie na obniżeniu napięcia twornika w stosunku do napięcia znamionowego i przesunięciu prędkości w stosunku do znamionowej prędkości silnika. Jest to najlepsza metoda w przypadku układu o stałym momencie obrotowym. Zmiana ma małą stałą czasową i może szybko zareagować, ale wymaga regulowanego zasilacza prądu stałego o dużej pojemności. (2) Zmień główny strumień magnetyczny silnika. Zmiana strumienia magnetycznego może zapewnić bezstopniową, płynną regulację prędkości, ale jedynie osłabia strumień magnetyczny do regulacji prędkości (określany jako słaba regulacja prędkości magnetycznej). Stała czasowa wynikająca z wielkości silnika jest znacznie większa niż stała czasowa wynikająca ze zmiany, a prędkość reakcji jest wyższa. Wolniejszy, ale wymagana moc jest niewielka. (3) Zmień rezystancję pętli twornika. Sposób regulacji prędkości rezystora stringowego poza obwodem twornika silnika jest prosty i wygodny w obsłudze. Można go jednak używać tylko do stopniowej regulacji prędkości; zużywa również dużo energii na rezystorze regulującym prędkość.

Istnieje wiele niedociągnięć w zmianie regulacji prędkości oporowej. Obecnie jest rzadko używany. W przypadku niektórych dźwigów, wciągników i pociągów elektrycznych wydajność kontroli prędkości nie jest wysoka lub czas pracy przy niskiej prędkości nie jest długi. Prędkość wzrasta w niewielkim zakresie powyżej prędkości znamionowej. Dlatego automatyczne sterowanie układem kontroli prędkości prądu stałego często opiera się na regulacji napięcia i regulacji prędkości. Jeśli to konieczne, prąd w uzwojeniu twornika regulacji napięcia i słaby magnetyczny silnik prądu stałego oddziałuje z głównym strumieniem magnetycznym stojana, generując siłę elektromagnetyczną i rotację elektromagnetyczną. W tej chwili szkielet się obraca. Obrót elektromagnetyczny silnika prądu stałego można bardzo wygodnie regulować osobno. Mechanizm ten sprawia, że ​​silnik prądu stałego ma dobrą charakterystykę kontroli momentu obrotowego, a tym samym doskonałą wydajność regulacji prędkości. Regulacja głównego strumienia magnetycznego odbywa się zazwyczaj w trybie nieruchomym lub poprzez regulację magnetyczną, oba wymagają regulowanej mocy prądu stałego. 8.1.3 Wskaźniki działania systemu kontroli prędkości Każdy sprzęt wymagający kontroli prędkości musi mieć określone wymagania dotyczące wydajności kontroli. Na przykład precyzyjne obrabiarki wymagają dokładności obróbki od kilkudziesięciu mikronów do kilku prędkości, przy maksymalnej i minimalnej różnicy prawie 300-krotności; silnik walcarki o mocy kilku tysięcy kW musi przejść z biegu dodatniego na bieg wsteczny w czasie krótszym niż jedna sekunda. Proces; wszystkie te wymagania dotyczące szybkich maszyn papierniczych można przełożyć na wskaźniki stanu ustalonego i dynamiczne systemów sterowania ruchem, co stanowi podstawę do projektowania systemu. Wymagania dotyczące kontroli prędkości Różne maszyny produkcyjne mają różne wymagania dotyczące kontroli prędkości dla systemu kontroli prędkości. Podsumowano następujące trzy aspekty: (1) Regulacja prędkości.

Prędkość jest regulowana stopniowo (stopniowo) lub płynnie (bezstopniowo) w zakresie prędkości maksymalnej i minimalnej. (2) Stała prędkość. Stabilna praca z wymaganą prędkością z pewnym stopniem dokładności, bez różnych możliwych zakłóceń zewnętrznych (takich jak zmiany obciążenia, wahania napięcia sieciowego itp.) (3) kontrola przyspieszania i zwalniania. W przypadku sprzętu, który często uruchamia się i hamuje, wymagane jest jak najszybsze zwiększanie i zwalnianie, skracając czas rozruchu i hamowania, aby zwiększyć produktywność; czasami konieczne jest posiadanie trzech lub więcej aspektów, które nie podlegają poważnym, czasami wymagany jest tylko jeden lub dwa z nich, niektóre aspekty mogą nadal być sprzeczne. W celu ilościowej analizy wykonania problemu. Wskaźniki stanu ustalonego Wskaźniki wydajności systemu sterowania ruchem, gdy działa on stabilnie, nazywane są wskaźnikami stanu ustalonego, znanymi również jako wskaźniki statyczne. Na przykład zakres prędkości i szybkość statyczna układu kontroli prędkości podczas pracy w stanie ustalonym, błąd napięcia układu pozycjonowania w stanie ustalonym i tak dalej. Poniżej szczegółowo analizujemy wskaźnik stanu ustalonego układu kontroli prędkości. (1) Zakres regulacji prędkości D Stosunek maksymalnej prędkości nmax do minimalnej prędkości nmin, którą może osiągnąć silnik, nazywany jest zakresem regulacji prędkości, który jest oznaczony literą D, to znaczy, gdzie nmax i nmin ogólnie odnoszą się do prędkości przy obciążeniu znamionowym, dla kilku ładunków. Bardzo lekkie maszyny, takie jak szlifierki precyzyjne, mogą również wykorzystywać rzeczywistą prędkość obciążenia. Ustaw nnom. (2) Poziom błędu statycznego S Gdy system pracuje z określoną prędkością, stosunek spadku prędkości odpowiadający idealnej prędkości bez obciążenia nie, gdy obciążenie zmienia się z idealnego bez obciążenia na obciążenie znamionowe, nazywa się statycznym, i wyrażana jest różnica statyczna.

Stabilność układu regulacji prędkości pod wpływem zmiany obciążenia, jest związana z twardością właściwości mechanicznych, im twardsza jest charakterystyka, tym mniejszy jest współczynnik błędu statycznego, stały wykres prędkości 8,3 współczynnik statyczny przy różnych prędkościach (3 ) układ regulacji ciśnienia Zależność pomiędzy D, S i D w układzie regulacji prędkości regulacji napięcia silnika prądu stałego to prędkość znamionowa silnika nnom. Jeżeli spadek prędkości przy obciążeniu znamionowym wynosi, uwzględnia się prędkość statyczną systemu i minimalną prędkość przy obciążeniu znamionowym. Do równania (8.4) można zapisać równanie (8.5), ponieważ zakres prędkości ma zastąpić równanie (8.6) równaniem (8.7), a równanie (8.8) wyraża pomiędzy zakresem prędkości D, szybkością statyczną S i znamionowym spadkiem prędkości. Związek, który powinien być usatysfakcjonowany. Dla tego samego układu kontroli prędkości, im mniejsza jest twardość charakterystyczna, tym mniejszy jest zakres prędkości D dopuszczalny przez układ. Na przykład prędkość znamionowa określonego silnika sterującego prędkością wynosi nnom=1430 obr/min, a spadek prędkości znamionowej jest taki, że jeśli poziom błędu statycznego wynosi S≤10%, zakres regulacji prędkości jest jedynie wskaźnikiem wydajności dynamiki system kontroli ruchu indeksowego podczas procesu przejścia. Wskaźniki dynamiczne, w tym dynamiczne wskaźniki wydajności i wskaźniki wydajności przeciwzakłóceniowej. (1) Śledzenie wskaźnika wydajności Pod wpływem danego sygnału (lub referencyjnego sygnału wejściowego) R(t) zmiana wyjścia systemu C(t) opisana jest następującymi wskaźnikami wydajności. W przypadku różnych wskaźników wydajności początkowa odpowiedź wynosi zero, a system reaguje na odpowiedź wyjściową sygnału wejściowego o kroku jednostkowym (zwaną reakcją na krok jednostkowy). Rysunek 8.4 przedstawia następujący wskaźnik wydajności. Czas narastania krzywej reakcji na krok jednostkowy 1 tr Czas potrzebny, aby krzywa odpowiedzi na krok jednostkowy wzrosła od zera po raz pierwszy do wartości stanu ustalonego, nazywa się czasem narastania i wskazuje szybkość odpowiedzi dynamicznej. 2 przekroczenie