РЕГУЛИРОВАНИЕ ТОКА И МОМЕНТА ДВИГАТЕЛЕЙ

Наряду с регулированием основной выходной координаты электропривода – его скорости очень часто требуется регулировать ток и момент двигателя. Такая необходимость возникает при регулировании ускорения исполнительного органа, ограничении тока и момента двигателя, регулировании натяжения обрабатываемого материала и в некоторых других случаях.

Регулирование ускорения. При рассмотрении диаграммы движения кабины лифта (рис. 2.2) отмечалось, что на участках ее разгона и торможения ускорение должно находиться на заданном уровне. Аналогичное требование характерно и для многих других рабочих машин, к числу которых относятся подъемные краны, экскаваторы, конвейеры и т. п. Регулирование ускорения исполнительных органов в этих случаях в соответствии с (1.11) может быть реализовано соответствующим изменением момента (или усилия) электропривода. В свою очередь, изменение момента или усилия электродвигателя осуществляется регулированием тока якоря двигателя.

Ограничение тока и момента двигателей. Подавляющее большинство двигателей по условиям своей нормальной работы требуют ограничения тока и момента. В первую очередь это относится к двигателям постоянного тока обычного исполнения, для которых по условиям нормальной работы коллекторно-щеточного узла и допустимым механическим и тепловым нагрузкам ток не должен превышать даже кратковременно более чем в 1,5–2 раза номинальный. Необходимость в ограничении токов и моментов возникает и для других типов двигателей, чаще всего в переходных процессах, когда токи и моменты могут существенно превосходить допустимые значения.

Задача по ограничению тока и момента возникает также для электроприводов рабочих машин, у которых по условиям технологического процесса может возникнуть режим стопорения исполнительного органа. Такой режим соответствует короткому замыканию (останову) двигателя, в котором, если не предпринять соответствующих мер, по цепям двигателя будут протекать недопустимо большие токи. Двигатель при этом будет развивать значительный момент, который может вызвать поломку элементов кинематической цепи электропривода. Ограничение момента необходимо также для уменьшения динамических нагрузок на элементы кинематической цепи в переходных процессах.

Регулирование тока и момента. Рабочие машины, для которых по условиям технологического процесса должно обеспечиваться регулирование натяжения в обрабатываемом материале, требуют регулирования тока и момента. К таким машинам относятся, например, моталки прокатных станов, бумагоделательные и ткацкие машины, механизмы по изготовлению электрических проводов и кабелей. Так как создаваемое исполнительным органом этих машин натяжение пропорционально прикладываемому к нему со стороны электропривода моменту или усилию, то регулированием тока и момента двигателя достигается регулирование натяжения.

Регулирование (ограничение) тока и момента, так же как и скорости, во всех случаях связано с получением и формированием требуемых искусственных характеристик двигателя с помощью различных параметрических способов или в замкнутых системах. Основным показателем регулирования тока и момента является точность.

Наиболее простой и распространенный параметрический способ регулирования (ограничения) тока и момента связан с использованием резисторов, включаемых в якорные цепи двигателей. Параметрические способы обеспечивают, как правило, невысокую точность регулирования тока и момента.

Более высокое качество регулирования (ограничения) тока и момента достигается в замкнутых системах электропривода при введении обратной связи по току двигателя. На рис. 2.3 показана типовая характеристика электродвигателя, которая обеспечивает регулирование (ограничение) тока и момента в диапазоне изменения скорости от 0 до w₁. Замкнутые системы могут обеспечить и строго вертикальный участок этой характеристики, при котором достигается предельная точность регулирования тока и момента. Показанная характеристика часто называется экскаваторной, поскольку именно такой вид характеристики необходим для экскаватора, рабочие механизмы которого часто работают на упор.

В последние годы возможности по регулированию момента расширились в связи с использованием в электроприводе силовых преобразователей со свойствами источника тока [11]. Если, например, питать якорь двигателя постоянного тока независимого возбуждения от такого источника тока, то его электромеханическая характеристика изобразится вертикальной прямой. При регулировании магнитного потока двигателя его механические характеристики представляют собой совокупность вертикальных линий. Такой электропривод приобретает свойство источника момента.

Поиск по сайту: