ГОСТРМЭК 61800-4—2012
b
) значительные NTF и ARF невелики, чтобы быть демпфированными регулированием скорости вращения.
Этот случай наиболее часто встречается в силовых ЭП с обратной связью от датчиков прямого измерения
скорости вращения. Регулятор скорости должен быть настроен так. чтобы демпфировать резонансы, гарантируя
устойчивое регулирование скорости вращения. Тогда наилучшее регулирование скорости ограничивается свой
ствами механической системы. Наиболее критична минимальная ARF. Достижимое время переходного процесса
регулятора скорости приблизительно равно yARF. Например, если ARF = 10 Гц. оно будет около 1/10 Гц = 100 мс;
c) по крайней мере одна из резонансных частот очень велика, чтобы быть демпфированной, но не настолько,
чтобы ею можно было пренебречь.
Чтобы регулятор скорости не усиливал резонансные колебания, он должен быть снабжен фильтром, который
ослабляет сигналы резонансных частот. Однако негативным эффектом такого фильтра является то. что он нередко
серьезно ухудшает динамику регулирования скорости.
В заключение, наиболее часто экономически и технически нецелесообразно создавать силовые ЭП с прямой
обратной связью от датчика скорости таким образом, чтобы резонансные частоты были достаточно высокими для
случая а). Динамические свойства случая с) часто хуже, чем случая Ь). так что случай Ь) является правильным
вьбором. Таким образом, чтобы получить требуемые качества регулирования скорости вращения, минимальная
ARF приводимого в движение оборудования должна быть достаточно высокой, а характеристики системы регули
рования — способными демпфировать резонансные частоты.
П р и м е р — Выбрано время переходного процесса регулирования с
к
орости вращения 80 мс.
Та
к
им образом, требуемая ARF должна бы ть равна по
к
райней мере 1/80 мс = 12,5 Гц. Если приводимое в
движение оборудование имеет момент инерции JD = 3000
к
гм2, требуемая
к
рутильная ж ест
к
ость
вала будет
К = JD(2xARF)2 = 3 103(2ъ-12,5)г = 18.5 МНм/радиам
для системы с двумя моментами инерции. Если момент инерции двигателя равен 7000
к
гм2, NTF будет
NTF
- ’
2nVJu Jo
< t,8S10‘
2ltl7 10*-ЗЮ 3
Чтобы б ы ть способной демпфировать э ту NTF,
к
анал управления моментом FJde должен иметь
полосу пропус
к
ания по
к
райней мере в два раза больше NTF, т о есть 2 -14,9 Гц * 30 Гц. Результирую щее
ма
к
симальное время переходного процесса при регулировании момента будет
0.5/F3dB=17 мс.
П р и м е ч а н и е — Пример относится только к двухмассовой системе ЭП. На практике механическая си
стема сложнее, она включает инерционные массы муфт и редукторов. Более того, иногда требуется учесть струк
туру фундаментов под двигателем и приводимым оборудованием. Поэтому проектирование механической части
системы лучше оставить специалистам.
В.4 Влияние люфтов
Л
юфт зубчатой передачи вносит нелинейность в систему электропривода, когда есть возможность измене
ния знака момента (например, при подаче скачкообразной команды на реверсирование, требующей торможения
привода, питаемого от четырехквадрантного преобразователя).
При изменении знака момента появляется люфт, на очень короткое время отсоединяющий двигатель от приво
димого в движение оборудования и уменьшающий инерцию системы, связанной с валом двигателя. Регулятор скоро
сти вращения очень быстро чувствует эти изменения. В этой точке в системе могут возникнуть крутильные вибрации,
которые демпфируются через несколько периодов (в зависимости от коэффициента демпфирования системы).
Эти временные вибрации можно уменьшить, но не всегда уничтожить, заложив специальную функцию компен сации
люфта. Если требуются хорошие динамические характеристики привода, необходимо минимизировать люфты.
В.5 Критерии выбора способа регулирования скорости вращения
В.5.1 Разомкнутая система регулирования скорости
Есть два главных преимущества у разомкнутой системы регулирования скорости. Первое — она не требует
датчика скорости и второе — ей не требуется точная информация о значениях параметровдвигателя. Поэтому этот
способ регулирования особенно предпочтителен для двигателей, работающих параллельно, идля двигателей, на
ходящихся далеко от ВДМ.’СДМ — шинопроводов и кабельных каналов питания.
Естественные и обычные колебания скорости в установившихся режимах лежат в пределах от
±
1до
±
2 %
(типичное значение) у систем регулирования скорости с асинхронными двигателями (не принято использовать
синхронные двигатели в разомкнутых системах регулирования скорости силовых ЭП). Однако, если силовой ЭП
является частью замкнутой системы регулирования (скажем, давления, уровня воды и т. п.), девиации скорости
вращения корректируются внешней обратной связью, и это не является проблемой.
70