Приложение Е
(справочное)
ГОСТ Р ИСО 14839-4—2014
Пример эксплуатационных ограничений АМП
Ток в катушки АМП поступает с усилителя мощности в соответствии с командой управления. Как
правило, в системах управления АМП применяют усилители мощности коммутирующего типа с ши
ротно-импульсной модуляцией. Оценку тока и напряжения в управляющих катушках выполняют в со
ответствии с ИСО 18439-2 (приложения А - С). Дополнительный пример рассматривается в настоя
щем приложении.
Схема управления с коммутирующим усилителем мощности показана на рисунке Е.1. В усили
теле мощности команды управления преобразуются в импульсы разной длительности, управляющие
коммутирующим ключом усилителя. Сигнал широтно-импульсной модуляции состоит из импульсов
одинаковой высоты положительной и отрицательной полярности (отношение продолжительности
им пульса положительной полярности к периоду между двумя импульсами положительной
полярности называют коэффициентом заполнения). Импульсу положительной полярности
соответствует увели чение силы тока в управляющей катушке, а импульсу отрицательной
полярности - уменьшение. На рисунке Е.2 показаны сигнал напряжения с широтно-импульсной
модуляцией, поданный на управ ляющую катушку, и соответствующий этому сигналу ток в катушке.
Поскольку на частоте коммутации сопротивление катушки имеет преимущественно индуктивный
характер, приложение к катушке ком мутируемого напряжения вызывает появление в ней
треугольных импульсов тока. Крутизна роста (спада) силы тока определяется амплитудой
напряжения и индуктивностью катушки. На рисунке Е.З показано, как изменяется ток с изменением
коэффициента заполнения. Если коэффициент заполне ния равен 50 % (такой сигнал называют
меандром), то средний (на периоде между двумя однополяр ными импульсами) ток в катушке
остается постоянным. При уменьшении коэффициента заполнения средний ток в катушке
уменьшается. На рисунке Е.4 показан сигнал управления с широтно импульсной модуляцией,
как если бы он был изображен на экране с функцией запоминания, позво ляющей наблюдать за
изменением коэффициента заполнения со временем. Когда изображение на запоминающем экране
полностью «замазано» наложенными друг на друга импульсами, это означает, что коэффициент
заполнения изменялся в полном диапазоне от 0 % до 100 % (на рисунке Е.4 показа но изменение
коэффициента заполнения в пределах 70 % полного диапазона). При коэффициенте заполнения
100 % или 0 % скорость изменения средней силы тока в катушке максимальна, и ей соот ветствует
максимально допустимая динамическая нагрузка на подшипник. При выходе нагрузки за
установленное ограничение изменения тока в катушке не будут успевать реагировать на изменения
в сигнале управления, что может привести к нестабильности управления поведением ротора в АМП.
Дополнительным ограничением является максимальный ток на выходе усилителя мощности.
Как показано на рисунке Е.5. в случае приложения к ротору чрезмерной нагрузки, при которой тре
буемый ток усилителя мощности превышает максимально возможный, в сигнале тока катушки появ
ляются участки насыщения. Это означает, что магнитный подшипник не может поддерживать
теку щую нагрузку и ротор может войти в контакт со страхующим подшипником.
29