Система автоматического регулирования генератора электропривода
траловой лебёдки
Система автоматического регулирования генератора предназначена для
поддержания неизменным тока главного контура Г—1Д—2Д, равным 600 А. В
состав системы входит узел выработки сигнала отклонения тока от
заданного значения 1, усилитель сигнала отклонения со схемой, придающей
ему свойства пропорционального, интегрирующего и дифференцирующего
звена ПИД—2, широтно-импульсного модулятора 3 и выходного каскада мощных
магнитных усилителей 4.
Магнитные усилители питают обмотку возбуждения ОВВГ5 возбудителя
генератора и тем самым определяют ЭДС, развиваемую этим генератором.
В качестве входного сигнала системы регулирования используется падение
напряжения Uфакт, создаваемое током главного контура на шунте Ш. Это
падение напряжения величиной около 3 В подается через резистор r5 на
вход усилителя 2. От отдельного источника стабилизированного напряжения
(около 90 В) на резистор r5 вводится разность потенциалов Uзад,
встречная напряжению Uфакт. Резисторами r4 и r6 устанавливается такая
величина напряжения Uзад (примерно 3В), чтобы при нормальном токе в
главном контуре разность напряжений (∆U= Uфакт — Uзад) на входе
усилителя 2 была равна нулю. При отклонении тока главного контура от
номинального значения на входе усилителя появляется напряжение ∆U,
величина и полярность которого пропорциональны величине и знаку
отклонения тока главного контура от заданного значения.
Сигнал ∆U усиливается и дополняется транзисторным усилителем 2, причем
на выходе этого усилителя появляется напряжение, состоящее из трех
составляющих: одна составляющая пропорциональна напряжению ∆U на входе
усилителя, вторая — пропорциональна времени существования этого
напряжения, третья — скорости его изменения. Таким образом, управляющий
сигнал после усилителя 2 зависит не только от величины отклонения тока
от заданного значения, но и от продолжительности существования этого
рассогласования, а также от скорости изменения тока в главном контуре.
Такая сложная зависимость выходного напряжения усилителя 2 от входного
сигнала ∆U повышает эффективность и быстродействие системы
авторегулирования. Она достигается применением в схеме усилителя
активно-емкостной обратной связи. Чтобы система управления не была
перегружена чрезмерно большим входным сигналом при значительных
отклонениях тока главного контура от нормы, на входе усилителя 2 имеются
стабилитроны-ограничители (так называемые диоды Зеннера).
После усилителя 2 управляющий сигнал подается на вход транзисторного
широтно-импульсного модулятора 3, вырабатывающего периодически
повторяющиеся импульсы и усиливающего их. Широтно-импульсный модулятор
формирует прямоугольные импульсы, амплитуда которых всегда одинакова
(устанавливается настройкой при наладке), а продолжительность зависит от
величины напряжения UAB, поданного на вход модулятора. Иначе говоря,
управляющий сигнал изменяет скважность импульсов, выдаваемых
широтно-импульсным модулятором. В одном блоке с широтно-импульсным
модулятором помещен транзисторный усилитель мощности, работающий в
ключевом режиме, который усиливает управляющие сигналы до величины,
достаточной для питания обмоток управления 10У и 20У магнитных
усилителей 4. Среднее значение выходного напряжения блока 3,
а следовательно, и токов обмоток управления 10У и 20У практически
линейно зависит от напряжения, подаваемого на выход широтно-импульсного
модулятора.
При изменении напряжения на обмотках управления от
2 до 38 выходное напряжение каждого из магнитных усилителей меняется от
20 до 300 В.
При отсутствии управляющего сигнала на входе широтно-импульсного
модулятора напряжение на его выходе равно 19 В; отрицательное напряжение
(минус 10 В) на его входе понижает выходное напряжение до 2 В,
положительное анодное напряжение (плюс 10 В) повышает выходной сигнал до
38 В. Резистор r16, включенный на выходе блока широтно-импульсного
модулятора, ограничивает величину выходного тока, которая во избежание
повреждения транзисторов не должна превышать 1 А.
Характеристики магнитных усилителей 1МУ и 2МУ таковы, что при напряжении
19 В на обмотках управления 10У и 20У, включенных последовательно,
напряжение на выходе каждого из магнитных усилителей должно быть
примерно 140 В. Этого значения следует добиваться при настройке системы
Обмотка управления и обмотка постоянного смещения 20С включены так, что
увеличение тока в обмотках управления 10У— 20У вызывает возрастание
напряжения на выходе первого магнитного усилителя 1МУ и понижение
напряжения на выходе второго магнитного усилителя 2МУ. Оба магнитных
усилителя включены через вентили В11 и В12 в обмотку возбуждения
возбудителя ОВВГ так, что посылаемые им токи встречны. Результирующий
ток в обмотке возбуждения достигает наибольшего значения, когда
напряжение магнитного усилителя 1МУ максимально, а напряжение магнитного
усилителя 2МУ минимально.
При правильно отрегулированной системе амперметр А1 в цепи обмотки
возбуждения ОВВГ должен показывать 1,5 А. Подрегулирование наибольшего
тока возбуждения при настройке должно производиться
резисторами r11 и r12. Таким образом, при отклонении тока главного
контура от заданного значения в сторону повышения или понижения система
автоматического регулирования соответственно понижает или повышает ток
возбуждения генератора и возвращает ток главного контура к номинальному
значению.