Глава десятая
ЗАМКНУТЫЕ СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ И АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
В гл. 9 были рассмотрены некоторые системы управления электроприводом, обладающие общими признаками, которые сводятся к следующему. Оператор (машинист или багермейстер) своим намеренным воздействием на аппараты изменяет состояние и соотношение параметров электрических цепей управления, задавая тем самым режим работы электропривода и связанных с ним механизмов. Основанием для вмешательства оператора в состояние системы управления служат обычно показания измерительных приборов, а также ряд признаков, характерных для режима работы, как, например, пространственное положение частей механизмов, их вибрация и пр., определяемых оператором на основании его квалификации и личного опыта. Управление механизмами в таких системах, следовательно, производится на основе субъективного контроля, и производительность машин, надежность и безаварийность их работы в значительной мере зависят от личных качеств и подготовленности обслуживающего персонала.
Одним из средств повышения эффективности использования механизмов является автоматизация электропривода, обеспечивающая объективный контроль за режимом и автоматическое корректирование работы привода.
Применение автоматизированного управления приводом позволяет решить следующие задачи: 1) запрет одновременного выполнения несовместимых операций; 2) сокращение длительности переходных процессов; 3) осуществление необходимых технологических связей;
- обеспечение необходимых механических характеристик привода;
- расширение диапазона регулирования скорости; 6) стабилизация заданного режима работы; 7) выбор наивыгоднейшего, с экономической и технологической точек зрения, режима работы путем суммирования сигналов от различных датчиков; 8) изменение параметров работы привода по заданной программе.
2. ОБРАТНЫЕ СВЯЗИ В СИСТЕМАХ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ
Любая система управления характеризуется двумя основными величинами: входной и выходной.
Входной величиной системы является управляющее воздействие, выходной — регулируемый параметр. Так, в системе управления двигателем постоянного тока входом может являться напряжение на якоре, а выходом — его скорость.
Существенным средством автоматизации является использование обратных связей.
Обратной связью называется передача выходной, регулируемой величины системы на ее вход для воздействия выходного параметра на задающую величину системы регулирования.
Обратные связи могут быть внутренними и внешними. Примером служат обратные связи в магнитных усилителях (см. § 4-4). В системах автоматического регулирования силового электропривода рассматриваются только внешние обратные связи. Кроме подразделения на внешние и внутренние различают положительные и отрицательные, а также жесткие и гибкие обратные связи.
Положительной называется обратная связь, сигнал которой складывается с входным, управляющим сигналом. Если сигнал, передаваемый обратной связью, вычитается из входной величины, такая связь называется отрицательной.
Жесткой называется обратная связь, действующая независимо от режима привода. Гибкая обратная связь действует только в переходном процессе и прекращает свое действие в установившемся режиме
Кроме того, существуют обратные связи с отсечкой по току или напряжению. Отсечка по току, например, обеспечивает особую характеристику, необходимую в приводе механизмов, работающих «на упор», носящую название экскаваторной (см. § 10-4).
Системы, работающие с обратными связями, называются замкнутыми, в отличие от разомкнутых, где обратные связи отсутствуют.
Выбор той или иной системы производится в соответствии с технологической функцией, выполняемой механизмом, и в связи с конкретными условиями работы электропривода.
Существует множество типовых систем управления, использующих общие звенья и принципы регулирования. Во многих случаях построение системы управления решается индивидуально, в зависимости от специфических требований, предъявляемых к приводу.
Ниже будут рассмотрены основные принципы построения систем автоматического регулирования и управления, использующих датчики и аппаратуру, описанные в гл. 2 и 4.
