Многодвигательные электроприводы промышленных установок выполняются с использованием электродвигателей постоянного и переменного тока. Однако электроприводы постоянного тока ока­зываются более простыми и получили наибольшее распространение в практике. Силовая часть многодшзгательных электроприводов постоянного тока может быть выполнена по схеме с общим 777 на все или на группу электроприводов илн по схеме с индивидуаль­ными ТП на каждый электропривод. Многодвигательные электро­приводы с индивидуальными ТП применяются без ограничений по мощности и обеспечивают более гибкое управление промышлен­ными установками при широком диапазоне регулирования скорости. Для чистовой обработки металлов в прокатных станах применяют электроприводы с двухзонным регулированием скорости. Электро­приводы могут также выполняться реверсивными, если прокатка металлической полосы происходит вначале в одном, а затем в обрат­ном направлении, Для большинства других промышленных уста­новок применяют нереверсивные электроприводы с однозонным регулированием скорости.

Функциональная схема системы управления трехдвигательным электроприводом с индивидуальными преобразователями на каж­дый электродвигатель показана иа рис. 5-17. Локальные системы управления каждым электродвигателем выполняются по типовым схемам, подробно рассмотренным в гл. 2. Взаимосвязь локальных систем осуществляется по цепи нагрузки через общее обрабатываемое полотно и по цепи управлення для задания уровня общей скорости электроприводов и соотношения скоростей электроприводов отдель­ных секций.

Задание общей скорости электроприводов производится сигналом ui>0, поступающим на входы локальных систем управления через инерционные звенья (ИЗ) и устройства задания соотношений ско­ростей (УЗСС). Плавное изменение общей скорости электропри­водов производится путем формирования линейно-кзмеияющегося во времени сигнала м3.0 при произвольной форме сигнала «з.°»

1 ич	ЗИ		УЗСС	7 аз2 *
	и 3.0

Рис 5-17

поступающего от устройств задания скорости (УЗС). Делается это с помощью задатчика интенсивности (ЗИ).

УЗСС могут включаться таким образом, чтобы обеспечить сле­дующие способы управления локальными электроприводам;;: 1) с параллельным (независимым) управлением; 2) с последователь­ным (каскадным) управлением, когда с изменением скорости пре­дыдущего электропривода изменяются ft определенном СООТНОШЄШ’.'і скорости последующих электроприводов; 3) с комбинированным управлением, сочетающим в себе способы параллельного н после­довательного управления. Реализация этих способов в аналоговых системах выполняется с помощью масштабных операционных уси­лителей (рис. 5-18, а, б). При последовательном управлении локаль­ными электроприводами масштабные усилители включаются после­довательно (рис. 5-18, а).

Соотношения скоростей локальных электроприводов в общем ВиДе определяются равенством

w«+i Цз<+1 и

"Тч '— а “ ^c. ct+l*

(Oj Uai

г^е ^c. ci+i — коэффициент устройства задания соотношения скоро - стей, принимающий значения как больше, так к мейъше единицы.

Требуемое значение коэффициента kz z устанавливается с по­мощью регулируемого сопротивления В цепи обратной СВЯЗИ уси. лнтеля. При изменении напряжения и3.0 (рис. 5-18, а) соответственно изменяются напряжения из2 н щ3:

W3a с2^з. о>

^зЗ == К сЗмзй “ ^С. сЗ^с. с2^а. о

«J* Ua3

— и изменяются скорости всех локальных электроприводов, а соот* ношения скоростей остаются прежними. Если «з.0 = const, а «а2 изменится путем изменения коэффициента соотношения скоро стей &с>с2, то изменятся н все последующие напряжения задания мзз> цз4и т- Д>» а следовательно, и скорости соответствующих локаль­ных электроприводов. Влияние же изменения £с. с2 на Предыдущее напряжение задания отсутствует нз-за свойств операционных усилителей.

Прн параллельном управлении локальными электроприводами масштабные усилители включаются независимо друг от друга (рис. 5-18, б) и изменение одного из напряжений задания не при­водит к изменению других напряжений задания, В такой схеме соотношения скоростей локальных электроприводов устанавлива­ются в соответствии с равенством

„ и3 14-1 __ К С14-1 изі сі *

ГДЄ ^с. с і ^э. г /^з. о > ^с. сх+1 == ^з Ї+1 А^а. о *

При изменении коэффициента соотношения скоростей ОДНОГО нз локальных электроприводов изменяется скорость только ЭТОГО электропривода н, следовательно, соотношение скоростей дву* рядом расположенных электроприводов. Соотношения скоростей
остальных электроприводов остаются неизменными. Регулирование

общей скорости всех электроприводов происходит так же, как и при последовательном управлении,

При комбинированном управлении соотношением скоростей при­меняются оба способа включения масштабных усилителей, пока­занные иа рис. 5-18, а, б.

Инерционные звенья ИЗ, устанавливаемые на входе локальных систем управления электроприводами (см. рис. 5-17), предназначены для уменьшения больших перерегулирований по скорости при изменении задания на соотношения скоростей электроприводов. Это обусловлено тем, что системы регулирования скорости рассмат­риваемых электроприводов настраиваются на симметричный опти­мум, для которого характерны большие перерегулирования по скорости прн скачкообразных изменениях напряжений задания. Такие изменения задания производятся при изменении сопротив­лений регулируемых резисторов в устройствах задания соотноше­ний скоростей.

Взаимосвязь локальных систем управления электроприводами через общее обрабатываемое полотно имеет место в тех случаях, когда движение полотна в межсекционном промежутке происходит с определенным значением натяжения F. Основные соотношения, характеризующие взаимосвязь электроприводов через полотно» мо­гут быть установлены иа основании схемы, представленной на рис. 5-19, а.

Для простоты рассмотрения предполагается, что радиусы всех приводных валов одинаковы:

гх = г2 = г3 so г,

а упругие деформации в кинематической цепи двигатель — при­водной вал каждого из электроприводов отсутствуют в рассматри­ваемой полосе частот.

В связи с тем что схема, показанная на рис. 5-19, а, является частью более общей схемы, действие на полотно приводных валов, предшествующих валу / и следующих за валом Зу учтено в виде их реакций Fx и F4.

При рассмотрении динамических процессов в натянутом в меж - секционном промежутке полотне делаются следующие допущения: U полотно однородно н имеет по всей длине одинаковую толщину и ширину; 2) вес материала не влияет на его деформацию; 3) дефор­мация в полотне имеет упругий характер, причем равномерно распределяется по поперечному сечению; 4) волновые процессы, связанные с распределением деформации по длнне, несущественны; 5) проскальзывание движущегося полотна относительно приводных вал ов отсутств у ет.

Поведение полотна на участке растяжения длиной L (рис. 5-19, а) описывается дифференциальным уравнением

^ = (5-12)

^31
Wpcz(p)
L............	L

Wttag(p)

1

WhM Au3s

Ли,

Д Uc. c3

где є* = относительное удлинение; — линейные ско­

рости полотна в начале и в конце участка растяжения; А12 — аб­солютное значение растяжения.

Натяжение, возникающее в материале, связано со значением Д/а

выражением _ _________

р2 — С% А1% — ^2^2^29 (5*1 3)

где Съ — коэффициент жесткости полотна при растяжении.

Подставляя в (5-13) значение е2 из уравнения (5-12) и записывая уравнение равнозесия моментов в электроприводе / для случая, когда параметры электропривода приведены к приводному валу, получим систему уравнений

Мх — Ма + (Ft — Л) г — Jitoxp = 0;

(5-14)

vx = <йіг;

?г = 2p[v +є2)],■

8a=;:ЛF2p

где Мі и МС1 — момент электродвигателя н момент сопротивлений, приведенные к приводному валу; Jt — приведенный момент инер­ции; р = djdi.

Аналогично для электроприводов 2 и S

(5-15)

Мъ — Мс2. -[- (f3 — Ft) г — ЗфъР = 0; иг = (о2г; F%— "[Уз — v2(l -(-є3)];

М3 - Mz3 + (F4 — Fz)r— Jz<t)sp = 0; o3 = со3л

Системы уравнений (5-14) и (5-15) являются нелинейными из-за наличия произведений v^ и v^3. Рассматривая для ССС переходные процессы в приращениях координат относительно на­чальных значений, можно записать системы уравнений в следую - Щем виде:

AM^ — ДЛ^сі - j - (Д/*2 — AFі) г — J Дй)|р — 0; Avx = Дсо^г;

С 1

(5-16)

AF2 = -~[ДС!2 — AVi (1 + в2нач) — у1нач Де2І» Д^2 = AF^] ДМ2 — ДМс2 + (AF3 — AF2) г — Уз До)2р = 0; Av2 = Ащг; AF* = у [Дуз - Ди2 (1 - і - є3н„) - у2нач Де3]; Де3 = AF3; &М3 — ДМс3 - f - (AF4 — AF3) г — /3 До)3р = 0; Ду3 = Дсо3г,

Где ^інач» у2нач — начальные значения линейных скоростей движе­ния полотна; егчяя, — начальные значення относительных Удлинений.

В связи с тем что начальные значения относительных удлинений е2наЧ и еа,1ПЧ оказываются много меньше единицы, можно в уравне­ниях системы (5-16) считать справедливыми приближенные равен­ства

(1<l+e**4)~l. (5-17)

Структурная схема трех электроприводов, взаимосвязанных движущимся полотном, полученная на основании системы уравне­ний (5*16) с учетом (5-17) и дополненная структурными схемами локальных систем управления, взаимосвязанных по цепям задания общей скорости и соотношений скоростей, показана на рис. 5-19, 6. На схеме приняты следующие обозначения : Тгг = k/v{

нач і ^

— hlv2v. n4 — постоянные времени, характеризующие скорость про­цесса изменения удлинения полотна на участках /2 и /3; k2 ~

= (cJ2)fvlm4; k3 = (с3/3)/у2,іач; ір1> (р2, ір3 — передаточные чнсла ре­дукторов. Обозначения элементов структурных схем локальных систем управления приняты такими же, как и в гл. 2, с учетом при­нятой на схеме рис. 5-19, а нумерации электроприводов.

На основании структурной схемы может быть выполнен синтез регуляторов и расчет переходных процессов по скорости и натя­жению с учетом взаимосвязей систем управления. Это может быть выполнено методами моделирования на АВМ или ЦВМ, рассматри­ваемых в гл. 10 и И. Синтез регуляторов локальных систем управ­ления для каждого из электроприводов может быть выполнен в част­ном случае в соответствии с методами, изложенными в гл. 2.

На основании полученной структурной схемы можио также выявить условия, при которых взаимной связью электроприводов через обрабатываемое полотно можно пренебречь. Рассмотрим это на примере взаимосвязей электроприводов / и 2. Предположим, что происходит изменение только скорости До)2, а Д*»! = 0. Тогда упругий момент ДЛ1уй = ДF%r будет определяться только ско­ростью Др2 = Приводя связь по моменту ДМуа на вход

системы н определяя эквивалентную передаточную функцию W'3 (р) двух параллельных связей по координате До>2 до входа системы, получим:

(р) = 4' + Те2Р + I hp W'J(/’)],

4Ги<йр-|-1

где Wui (Р) = ftТ> П*(Т п і |Т~ — передаточная функция разомк-

0/ іш" ‘ /

нутой системы регулирования скорости.

Если в области существенных частот для системы регулирования скорости справедливо неравенство

!_______________________________

Ttip+1 Jj> Гиг(Р) ' ’

то влиянием упругих деформаций в движущемся полотне на дина­мику системы можно пренебречь. В этом случае можно также

ебречь и взаимосвязью по цепи нагрузки систем управления роприводами 2 и 1 и рассматривать их как автономные системы. Аналогичные условия могут быть полечены относительно взаимо­связи электроприводов 2 а 3.