В) Система управления электроприводами с несколькими обратными связями, поддерживающими постоянство скорости двигателя.

Выше рассмотренные СУЭП с различными обратными связями имеют свои преимущества и недостатки. При проектировании СУЭП необходимо знать, какие характеристики получаются, если объединить в них две или три рассмотренных связей.

Для этого рассмотрим функциональную схему системы, приведенную на рис. 4.6. На функциональной схеме представлены комбинации трех обратных связей (Кн, Кт, Кс) и преобразователь характеризующий кривой коэффициента усиления Кп(U_Σ) и постоянным или переменным сопротивлением выходной цепи Rп. Эта схема представляет узел с любой комбинацией из пяти сигналов по два или три.

Например, СУЭП включает в себя для поддержания скорости две обратные связи - отрицательную по напряжению и положительную по току. Выбираем знаки неообходимых связей и приравниваем к нулю коэффициент обратной связи по скорости (Кс = 0). Аналогичным образом необходимо поступать в любом другом случае. При слабой положительной связи по току ( Кт - малая величина) и при Kп = const, Rп = const скоростная характеристика двигателя пойдет выше характеристики, которую обеспечит одна обратная связь по напряжению. Слабая токовая связь делает характеристику ω =f(I) более жесткой, т.к. она создает дополнительное увеличение ЗДС преобразователя. Сильная токовая связь обеспечивает более жесткие характеристики. При положительной токовой связи вместе с ростом ЭДС преобразователя увеличивается и напряжение двигателя, а следовательно, уменьшается часть суммарного сигнала U_Σ, получаемая из-за счет связи по напряжению. Если характеристика ω = f(I) становится близкой к естественной, то Кн°Uд достигает значения Uз, и, следовательно, обратная связь по напряжению никакого сигнала на вход преобразователя не даёт. Весь суммарный сигнал U_Σ обеспечивает токовая связь. Если токовая связь усиливается, то Кн°Uд становится по абсолютной величине больше Up. Сигнал U_Σ получается из сигнала U_Σ = Кн°Uд - Uз.

Рисунок 4.6 - Функциональная схема и механические характеристики системы «П-Д» с комбинацией нескольких обратных связей (а)- функциональная схема; б)- механические характеристики с разомкнутыми ОС; в)- механические характеристики: ;).

Сигнал токовой связи в этом случае полностью компенсирует U_Σ и преодолевает часть сигнала обратной связи по напряжению Кн°Uд. Скоростная характеристика в этом случае превращается в горизонтальную прямую и, даже в восходящую, с ростом тока. Недостатком сильной обратной связи по току при реальных параметрах Кп(U_Σ) и Rп(I) является нелинейность характеристик. На рис. 4.6,б приведены скоростные характеристики для различных связей:

1. – (сильная);

2. –(слабая);

3. – естественная характеристика;

4. –;

5. – при Еп = const.

На рис. 4.6.в приведены скоростные характеристики ω = f(I) с обратной связью по скорости и положительной по току:

1. –(сильная);

2. – ;

3. – естественная характеристика.

В данном случае СУЭП работает аналогично, как и с обратной связью по напряжению. Когда скоростная характеристика станет горизонтальной, обратная связь по скорости будет компенсировать Uз. Весь сигнал U_Σ в этом случае получается за счет токовой обратной связи. При дальнейшем увеличении коэффициента Кс можно получить восходящую, с ростом тока, скоростную и механическую характеристики электропривода.

Формулу скоростной характеристики рассматриваемой СУЭП можно получить из системы уравнений, описывающих функциональную схему:

; (4.22)

; (4.23)

; (4.24)

; (4.25)

. (4.26)

Исключив переменные, кроме Uз, ω и I, получим формулу скоростной характеристики СУЭП с комбинацией различных связей:

, (4.27)

где: К = Кп/С;

R = Rп + Rд(I).

Полученная формула работает при любой комбинации обратных связей, для чего необходимо:

1. Приравнять нулю коэффициенты обратных связей, не входящих в нужную комбинацию;

2. Для положительных связей по напряжению и току принять верхние знаки, для отрицательных – нижние.

В общем виде выражение статизма СУЭП получается из формулы 4.27:

. (4.28)