2tom254

6. NAPĘD ELEKTRYCZNY 510

napięcie na twomiku osiągnie ok. 95% wartości znamionowej. Od tej chwili zaczyna się osłabianie strumienia tak, by przy napięciu znamionowym osiąga! on ok. 50% wartości znamionowej. Układ ten, realizujący „zależne wzbudzenie”, rozszerza zakres automatycznej regulacji prędkości w drugą sferę „strumieniową”, pozwalając na lepsze wykorzystanie silnika i całego układu regulacyjnego. Zadawanie prędkości większej od znamionowej powoduje pierwszą reakcję w postaci szybkiego wzrostu napięcia niewiele ponad 0,951/ Ta zmiana wysterowuje poprzez regulator Ri_fs prąd wzbudzenia, powodując wzrost prędkości przez osłabienie strumienia.

Obecnie stosowany układ generator-silnik z przekształtnikowym wzbudzeniem zarówno generatora, jak i silnika ma typową strukturę, w której nadrzędną rolę odgrywa regulator prędkości z podporządkowanym regulatorem prądu. Jest to struktura logicznie związana z funkcjonowaniem układu, w którym zadawane zmiany prędkości obrotowej mogą być zrealizowane tylko przez wymuszenie odpowiednich momentów dynamicznych proporcjonalnych do prądu płynącego w tworniku silnika. Układ regulacyjny zawiera więc człon zadający, na którego wyjściu pojawi się sygnał proporcjonalny do zadanej prędkości obrotowej u, = k_TQ.. Sygnał ten, porównywany z napięciem prądnicy tachometrycznej u_T = k_TQ proporcjonalnym do prędkości aktualnej, da na wejściu regulatora prędkości sygnał błędu e = k_r(Q_;—Q). W zależności od struktury regulatora prędkości pojawi się na jego wyjściu sygnał u₂(s) = c(s)G_Rf>(s).

Regulator prędkości ma zwykle ograniczony sygnał wyjściowy, dzięki czemu zadawany na wejściu regulatora prądowego RI maksymalny prąd może być ograniczony nie tylko ze względu na możliwości komutacyjne generatora i silnika, lecz także ze względu na funkcje napędowe układu t_ogr = u_2mm/kj. Na wyjściu z regulatora prądu, który ma zwykle strukturę PI pojawia się sygnał

u₃(s) = C“2(s)—^f.(s)]Gj,/(s)

Sygnałem tym jest wysterowany prostownik wzbudzenia PW dający na zaciskach uzwojenia wzbudzenia napięcie

0,96u,_n

“/cW = Vu<^s) = “3 (*)—p—

^U Om

Sygnały zadające oraz sygnały wyjściowe z regulatorów prędkości i prądu są utrzymywane na poziomie + 10 V. Na takim samym poziomic jest utrzymywany sygnał wysterowujący nawrotny przekształtnik wzbudzenia.

Schemat strukturalny oraz blokowy opisanego układu przedstawiono na rys. 6.53. Odpowiednie transmitancje są określone następująco:

— dla silnika

sT„

R_ud+sTj’

—    dla generatora

—    dla regulatora prądu L +sT_r

Gm (s) —

R..

1

Gr/(s) —

sT

Regulator prędkości jest zwykle proporcjonalny. Współczynnik wzmocnienia dobiera

ny w zależności od procentowego spadku prędkości AQ_S. przy obciążeniu znamionowym jest wyrażony wzorem

(6.112)

u_2fj ■ 100

M_NU_:N

w którym: u_2N — napięcie wyjściowe regulatora wymuszające prąd znamionowy; t/_l = U_cN — napięcie zadające prędkość znamionową.

Napięcie u₂ jest ograniczone (rys. 6.54) do wartości odpowiadającej granicznemu prądowi w obwodzie tworników. A zatem

^2max ^ i K: gr

Parametry regulatora prądu dobiera się na podstawie kryterium optymalnego modułu tak, by wyeliminować stałą czasową obwodu wzbudzenia generatora T_r - T_/c.

Syntezę układu rozpoczyna się od doboru silnika w ten sposób, by spełniał on warunki narzucone przez proces technologiczny zarówno ze względu na moc znamionową, jak ¹ prędkość obrotową. Zwłaszcza przy dużych mocach, większy gabarytowo silnik wolnobieżny jest tańszy niż szybkobieżny z przekładnią. Generator winien mieć moc znamionową nieco większą, aby mógł pokryć straty mocy w silniku, a jego napięcie znamionowe winno odpowiadać napięciu silnika. Do napędu generatora jest stosowany

Rys. 6.53. Układ generator-silnik z przekształtnikowym wzbudzeniem generatora: a) schemat strukturalny: b) schemat blokowy

Rys. 6.54. Charakterystyka regulatora prędkości układu Leonarda ze wzbudzeniem przekształtnikowym