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 Rifs 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, = kTQ.. Sygnał ten, porównywany z napięciem prądnicy tachometrycznej uT = kTQ proporcjonalnym do prędkości aktualnej, da na wejściu regulatora prędkości sygnał błędu e = kr(Q;—Q). W zależności od struktury regulatora prędkości pojawi się na jego wyjściu sygnał u2(s) = c(s)GRf>(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 togr = u2mm/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
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„
Rud+sTj’
— dla generatora
— dla regulatora prądu L +sTr
Gm (s) —
1
Gr/(s) —
sT
Regulator prędkości jest zwykle proporcjonalny. Współczynnik wzmocnienia dobiera
ny w zależności od procentowego spadku prędkości AQS. przy obciążeniu znamionowym jest wyrażony wzorem
(6.112)
u2fj ■ 100
MNU:N
w którym: u2N — napięcie wyjściowe regulatora wymuszające prąd znamionowy; t/l = UcN — 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 Tr - 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