Статические свойства ЭМУ

Статические свойства ЭМУ оцениваются характеристикой холостого хода, которая представляет собой зависимость выходной величины £эм,у от входной С/вх в виде петли гистерезиса, приведенной на рис. 8.5,6, и внешними характеристиками £эм,у=/(/п) при UBX=const, приведенными на рис. 8.5,е. Специальными мерами, например введением отрицательной обратной связи по напряжению якоря ЭМУ, достигается сужение петли гистерезиса до обычной кривой намагничивания, из которой коэффициент усиления kэм^у— =£эм,у/^вх- При изменении входного напряжения от нуля.
На рис. 8.5,а показано, что в общем случае обмотки управления ЭМУ имеют различные значения сопротивлений, индуктивностей, чисел витков. Это значит, что по разным входам коэффициенты усиления ЭМУ различны. Но рассматривая усилитель как единое звено системы электропривода с несколькими входами, удобнее пользоваться одним значением коэффициента усиления. В качестве коэффициента усиления ЭМУ обычно принимается значение 6ЭМ,У по входу (обмотке управления), на который подается независимый сигнал управления. Коэффициенты усиления по другим входам приводятся к независимому входу. Отметим, что приведение может быть выполнено к любому из входов усилителя.
Приведение коэффициентов усиления ЭМУ к одному входу выполняется из условия равенства наведенных в якоре ЭМУ ЭДС, если при поочередном управлении ЭМУ по разным входам будут равны МДС, создаваемые каждой из обмоток, откуда с учетом (8.4) получаем выражение коэффициента усиления ЭМУ по п-му входу.
Внешние характеристики ЭМУ используют при настройке степени компенсации реакции якоря и для оценки степени изменения подводимого к якорю напряжения с изменением тока нагрузки. На рис. 8.5,в характеристика 1 соответствует перекомпенсации ЭМУ. Она получается при наибольшем значении сопротивления RK и является нежелательной для ЭМУ, так как не может обеспечить статической устойчивости системы привода. Действительно, с ростом тока нагрузки увеличивается Еэм,у, что в свою очередь приведет к дальнейшему росту тока и т. д. Характеристика 2 соответствует нормальной компенсации реакции якоря, однако настройка RK, дающая характеристику 2, также нецелесообразна, так как температурное увеличение значения может привести к перекомпенсации ЭМУ. Настройку RK целесообразно вести так, чтобы недокомпенсация реакции якоря в номинальном режиме составляла 10— 15% ЭДС холостого хода EXiT (характеристика 3 на рис. 8.5,в).
В динамических режимах, пренебрегая действием внутренней обратной связи, которая под нагрузкой осуществляется компенсационной обмоткой КО, ЭМУ можно представить последовательным соединением двух апериодических звеньев:
где Ty=Ly/ry и ky — постоянная времени и коэффициент усиления соответственно ло управляющему входу; Tq= =aLq/rg и kq — постоянная времени и коэффициент усиления соответственно по поперечной оси (короткозамкнутой секции).
Отметим, что k9Mty=kykq. В ряде случаев постоянной времени Тд вследствие ее малости можно пренебречь. Тогда магнитный усилитель (МУ) является статическим устройством, принцип действия которого основан на изменении полного сопротивления его обмоток в цепи переменного тока в зависимости от магнитного состояния сердечника. Управление магнитным состоянием сердечника осуществляется изменением тока /у в обмотках управления. На рис. 8.6 приведены распространенные схемы МУ с само-подмагничиванием. Термин «само-подмагничивание» означает наличие подмагничивания сердечника от постоянной составляющей тока в силовых обмотках. На рис. 8.7 приведена статическая выходная характеристика МУ с само-подмагничиванием. Для смещения линейной части характеристики в правую полуплоскость в одну из обмоток МУ подается постоянный ток смещения /см» значение которого определяется по характеристике 2. Тогда усилитель будет иметь характеристику 1 (рис. 8.7). В пределах линейной части характеристики усилитель имеет коэффициент усиления по одному из входов kMly=UM}ylUy. Приведение коэффициентов усиления обмоток управления МУ с различными параметрами к одному входу выполняется аналогично (8.5).
В переходных процессах в пределах линейности характеристики МУ справедливо для одного входа, где TMty=Lynfryn — постоянная времени МУ по входу.
К приводам механизмов ЭТУ по системе преобразователь — двигатель, где в качестве преобразователей используются МУ, относятся регулируемые по скорости электроприводы рольгангов и конвейеров в печах сопротивления, регуляторы мощности печей переплава и дуговых сталеплавильных, устройства вращения ванн крупных печей и т. д. Маломощные МУ применяются для питания обмоток возбуждения электрических машин, муфт скольжения, а тактом отпирания вентилей при прямом приложении напряжения между анодом и катодом Ма,к>0, в то время как закрытое состояние наступает только при ыа,к<0. Наиболее распространенные в ЭТУ схемы силовой части систем ТП— Д приведены на рис. 8.8. Область применения их в ЭТУ та же, что и систем МУ—Д, но технико-экономические показатели систем ТП—Д для ряда приводов ЭТУ, требующих высокого быстродействия, предпочтительнее.