В гл. 2 была рассмотрена система регулирования скорости электропривода с подчиненным токовым коитуром в предположе­нии, что двигатель жестко связан с ИО. В реальной системе сущест­вуют упругие деформации кинематической цепи и целесообразно

определить, в каких случаях, несмотря на это, контуры тока и

скорости можно настраивать так же, как в жесткой системе. Струк­турная схема системы при наличии упругой связи двигателя с ИО в предположении, что трение в основном происходит внутри связи, показана на рис. 4-4, а. На основании матричной передаточной функции (4-10) могут быть записаны передаточные функции, свя­зывающие при управляющем воздействии скорость двигателя с то­ком якоря (моментом двигателя) и скорость И О со скоростью дви­гателя :

Ami (р) Аа>1 (р) /Г АМР) ~1 1 УтуР* + ЬсТср + 1 _

АТя(р) A^r. n (P)il^TM (p)J Т^р + ’

Аср3 (р) _ Аб>3(р) /[ Ащ (р) 1 = kcTcp +1

Ай>і (р) А? Тіц (р)! |_Аст<п (р) | уТур^^-ксТср--1 *

Тогда объект системы подчиненного регулирования можно представить в виде рис. 4-4, б, где введены обозначения

«"і (/>) = Прг+ктср +1 = Пр*+2TvlпР +1; 1 . . п

Ч'і(р) = уПрг+ксТср+1=уПрг + 2угу ПІФ+1. |( ' 1

Токовый контур. Считая в соответствии с постановкой задачи, что регуля­тор тока настроен так же, как в жесткой системе, можно иа основании структур­ной схемы рис. 4-4 записать передаточную функцию разомкнутого токового кон­тура в виде (2-34). В отличие от жесткой системы сомножитель А (р), характери­зующий влияние обратной связи по ЭДС двигателя, будет иметь вид

А ГгЛ Ря. Ц^нР (ТУцР-Ь 1)^1 (Р)ЛР Z [р)

1Р'-1 +Радг^ (W+1) <p)/v, (Р) ‘

Влиянием упругости на токовый контур можно пренебречь в следующих

случаях.

А. Приведенный к двигателю момент инерции много меньше момента инер­ции самого двигателя, т, е. коэффициент соотношения масс у L. В этом случае jp (р) «г Wt(p), сомножитель А (р) и передаточная функция токового контура имеют тот же вид, что и в жесткой системе.

Б. Параметры системы «двигатель — механизм» таковы, что наличие упру­гой связи не вызывает колебаний тока якоря в разомкнутой системе. Этот случай характеризуется тем, что вид частотной характеристики A (jet), соответствующей сомножителю А (р), близок к таковому в жесткой системе. Вид ЛАЧХ для не­которого конкретного соотношения параметров приведен иа рис. 4-5, а. Через В (р) обозначена передаточная функция

В (Р^Рял^мР (W+1) (p)IW2 (jр),

и характеристика сомножителя А (р) построена в соответствии с выражением Л(Р)=Я(р)Л1 + Я(р)].

пели участок ЛАЧХ Lm | В (До) | в зоне частоты о = І/Ту располагается выше оси абсцисс, что можно охарактеризовать выполнением условия ^ 1б і В (/Ъ) >6 дБ, то характеристика разомкнутого токового коиту-

Ра» построенная в соответствии с (2*34),

Lm | wt (/«) J ==Lm | W*1™ (/со) | - l-Lm | А (і») (

6УДет, как и в жесткой системе, отличаться от Lm I W°nT (/(*>) j в основном - в зоне частот левее (L/Г,*) = 1/(ря.^Ти).

Условие пренебрежении влиянием ЭДС двигателя иа работу токового кон­тура, определенное как ТЬк > 20 Т^[т остается справедливым и для рассматри­ваемого случая.

В. Колебания тока якоря, вызванные колебаниями ЭДС при колебаниях механической части привода, в разомкнутой системе существуют, но при замы­кании токового контура его быстродействие достаточно велико для того, чтобы при возмущении в виде изменения ЭДС двигателя значение тока якоря опреде­лялось только входным сигналом контура, т. е. напряжением регулятора ско­рости. Соответствующие ЛАЧХ показаны на рис. 4-5, б. Хотя характеристика разомкнутого токового контура Lm Wj (,'©) сильно деформирована, характе­ристика замкнутого контура тока, построенная па основании передаточной функ­ции

(р)

будет мало отличаться от характеристики в жесткой системе, если провал ЛАЧХ

Lm ; Wj (/Ъ) I при частоте со = 1/Ту располагается выше оси « и соблюдается условие 20 lg j W{ (/©) > 6 дБ,

Чем ниже будет проходить ЛАЧХ разомкнутого токового контура при »п-

стоте со — Ту-1, тем больше будет отличаться ЛАЧХ замкнутого токового кон­тура в упругой системе от соответствующей характеристики в системе жесткой. Это отличие будет проявляться в наличии провала ЛАЧХ при частоте 1/Т>.

Контур скорости. Рассматривая контур скорости, будем полагать, что влия­нием обратной связи по ЭДС двигателя можно пренебречь. Тогда отличие переда­точной функции разомкнутого контура скорости в упругой системе от соответ­ствующей передаточной функции в жесткой системе сведется к наличию в первой из них сомножителя W-2 О?)/ft7! (р). Считая, что PC выбран как в жесткой системе, настроенной па ОМ, можно записать

W* <р)= W™ (р) r2 (p)fW1 (p)f (4-12)

где г (р) ^ передаточная функция контура в жесткой системе при настройке на оптимум по модулю.

Здесь тоже могут быть рассмотрены три случая, когда влиянием упругости на контур можно пренебречь.

A. коэффициент соотношения масс 7 1. Очевидно, что при этом (р) =

=■ W°"T (р). Эго означает, что влияние на электропривод со стороны механизма ничтожно мало и контур скорости может быть настроен, как в жесткой системе. Однако это означает также, что колебания ИО не передаются на электропривод с АСУ и он не оказывает заметного демпфирующего воздействия на колебания механизма, которые затухают лишь за счет действия диссипативных сил.

Б. Частота упругих колебаний значительно выше частоты среза ЛАЧХ контура скорости. На рис. 4-6, а показан вид характеристик, отвечающих пере­даточной функции (4-12). Контур практически можно настраивать так же, как В жесткой системе, если 20 lg j #<0 (/со) ^ ! ^—6 дБ.

B. Частота 1/Ту значительно ниже частоты 1 /(2T^w), являющейся частотой среза в жесткой системе при стандартной настройке (рис. 4-6, б),Поскольку сомно­житель W2 (p)/Wi (р) в области высоких частот равен 7, характеристика Lm [ f идет в этой области на 20 lg выше, чем Lm | IIP01" (/и)!, н необ­

ходимо снизить коэффициент усиления PC ву раз по сравнению с аналогичным коэффициентом при стандартной настройке, чтобы сохранить в зоне частоты среза вид ЛАЧХ контура скорости с упругостью таким же, как в жесткой системе. При выполнении этого условия для пренебрежения влиянием упругости на кон­тур скорости надо, чтобы характеристика разомкнутого контура Lm j ІУ'щ (/ю)/ї і

При частоте 1/(У^>7у) проходила хотя бы на 6 дБ выше оси абсцисс:

1

®=(^у) 1 >бдБ-

Возможность настроить контур так же, как в жесткой системе, не означает - однако, возможности пренебрежения влиянием упругости па работу системы, потому что необходимо еще оценнть характер изменения скорости ИО 6>2. В слу­чае Б резонансный всплеск характеристики, соответствующей передаточной функ­ции Дб>2 (р)Мі <о(р), будет почти полностью компенсирован за счет провала ЛАЧХ Lm I (/») I при частоте l/fl^Y^y) (рис. 4-6, а). В характеристике, связываю­щей скорость ИО с задающей величиной на входе контура скорости, будет суще­ствовать резонансный всплеск при частоте 1 /Гу. Однако, поскольку он будет располагаться значительно ниже оси абсцисс, амплитуда упругих колебаний ИО будет невелика, В случае В, когда скорость двигателя будет меняться так же,

как в жесткой системе при стандартной яастройке, электропривод практически не будет демпфировать колебания ИО па резонансной частоте нони

будут затухать только за счет диссипативных сил. В этом случае, так же, как в случае, когда параметри системы таковы, что влиянием упругости пренебречь нельзя, встает задача выбора настроек регуляторов, а если это необходимо, то и введения дополнительных корректирующих устройств, которые позволили бы обеспечить плавное движение механизма при максимально достижимом быстро­действии,