DC-Geschwindigkeitskontrollsystem

Überblick Geschwindigkeitsregelungsmethoden sind in der Regel mechanische, elektrische, hydraulische, pneumatische und mechanische und elektrische Geschwindigkeitsregelungsmethoden können nur für mechanische und elektrische Geschwindigkeitsregelungsmethoden verwendet werden. Verbessern Sie die Übertragungseffizienz, einfach zu bedienen, leicht zu erreichende stufenlose Geschwindigkeitsregelung, einfach zu erreichende Fernsteuerung und automatische Steuerung, daher weit verbreitet in Produktionsmaschinen, da der Gleichstrommotor hervorragende Bewegungsleistung und Steuerungseigenschaften aufweist, obwohl dies nicht der Fall ist Struktur wie Wechselstrommotor Einfach, kostengünstig, leicht herzustellen und leicht zu warten, aber in den letzten Jahren hat sich das Wechselstrom-Geschwindigkeitsregelsystem mit der Entwicklung der Computertechnologie, der Leistungselektroniktechnologie und der Steuerungstechnik rasant weiterentwickelt, und zwar in vielen Fällen ersetzt nach und nach das DC-Geschwindigkeitsregelsystem. Aber die Hauptform. In vielen Industriezweigen in China, wie zum Beispiel Stahlwalzen, Bergbau, Meeresbohrungen, Metallverarbeitung, Textil-, Papierherstellung und Hochhäusern, werden in Theorie und Praxis leistungsstarke steuerbare elektrische Schleppgeschwindigkeitsregelungssysteme aus der Regelungstechnik benötigt Perspektivisch ist es die Grundlage des AC-Geschwindigkeitsregelsystems. Daher konzentrieren wir uns zunächst auf die Gleichstrom-Geschwindigkeitsregelung. 8.1.1 Gleichstrommotor-Geschwindigkeitsregelungsmethode Gemäß dem Grundprinzip des Gleichstrommotors im dritten Kapitel gibt es aus der Gleichung des induzierten Potenzials, des elektromagnetischen Drehmoments und der mechanischen Eigenschaften drei Geschwindigkeitsregelungsmethoden für Gleichstrom Motoren: (1) Ankerspeisespannung U einstellen.

Bei der Änderung der Ankerspannung geht es hauptsächlich darum, die Ankerspannung von der Nennspannung abzusenken und die Drehzahl von der Motornenndrehzahl zu ändern. Dies ist die beste Methode für ein System mit konstantem Drehmoment. Die Änderung unterliegt einer kleinen Zeitkonstante und kann schnell reagieren, erfordert jedoch eine einstellbare Gleichstromversorgung mit großer Kapazität. (2) Ändern Sie den Hauptmagnetfluss des Motors. Durch Ändern des Magnetflusses kann eine stufenlose, sanfte Geschwindigkeitsregelung erreicht werden, jedoch wird der Magnetfluss zur Geschwindigkeitsregelung nur geschwächt (sogenannte schwache magnetische Geschwindigkeitsregelung). Die durch die Motorgröße verursachte Zeitkonstante ist viel größer als die durch die Änderung verursachte Zeitkonstante und die Reaktionsgeschwindigkeit ist höher. Langsamer, aber die erforderliche Leistungskapazität ist gering. (3) Ändern Sie den Ankerschleifenwiderstand. Die Geschwindigkeitsregelung des Strangwiderstands außerhalb des Motorankerkreises ist einfach und bequem zu bedienen. Es kann jedoch nur zur stufenweisen Geschwindigkeitsregelung eingesetzt werden; Es verbraucht auch viel Strom am Geschwindigkeitsregelwiderstand.

Es gibt viele Mängel bei der Änderung der Widerstandsgeschwindigkeitsregelung. Derzeit wird es nur noch selten verwendet. Bei einigen Kränen, Hebezeugen und Elektrozügen ist die Leistung der Geschwindigkeitsregelung nicht hoch oder die Laufzeit bei niedriger Geschwindigkeit ist nicht lang. Die Drehzahl wird in einem kleinen Bereich über die Nenndrehzahl hinaus erhöht. Daher basiert die automatische Steuerung des Gleichstrom-Geschwindigkeitsregelsystems häufig auf der Spannungsregelung und der Drehzahlregelung. Bei Bedarf interagiert der Strom in der Ankerwicklung der Spannungsregelung und des schwach magnetischen Gleichstrommotors mit dem Hauptmagnetfluss des Stators, um elektromagnetische Kraft und elektromagnetische Rotation zu erzeugen. Der Moment, in dem sich der Anker dreht. Die elektromagnetische Rotation des Gleichstrommotors lässt sich sehr komfortabel separat einstellen. Dieser Mechanismus sorgt dafür, dass der Gleichstrommotor gute Drehmomentkontrolleigenschaften aufweist und somit eine hervorragende Geschwindigkeitsregulierungsleistung aufweist. Die Einstellung des Hauptmagnetflusses erfolgt im Allgemeinen still oder über die Magnetregelung, beide benötigen eine einstellbare Gleichstromversorgung. 8.1.3 Leistungsindikatoren für Geschwindigkeitsregelungssysteme Jedes Gerät, das eine Geschwindigkeitsregelung erfordert, muss bestimmte Anforderungen an seine Regelungsleistung stellen. Präzisionswerkzeugmaschinen erfordern beispielsweise eine Bearbeitungsgenauigkeit von mehreren zehn Mikrometern bei mehreren Geschwindigkeiten, wobei die maximale und minimale Differenz fast das 300-fache beträgt. Ein Walzwerksmotor mit einer Leistung von mehreren tausend kW muss in weniger als einer Sekunde vom Plus- in den Rückwärtsgang wechseln. Verfahren; Alle diese Anforderungen an Hochgeschwindigkeitspapiermaschinen können in stationäre und dynamische Indikatoren von Bewegungssteuerungssystemen als Grundlage für den Entwurf des Systems umgesetzt werden. Anforderungen an die Geschwindigkeitsregelung Verschiedene Produktionsmaschinen stellen unterschiedliche Anforderungen an die Geschwindigkeitsregelung an das Geschwindigkeitsregelungssystem. Folgende drei Aspekte werden zusammengefasst: (1) Geschwindigkeitsregulierung.

Die Geschwindigkeit wird stufenweise (gestuft) oder gleichmäßig (stufenlos) über einen Bereich von maximalen und minimalen Geschwindigkeiten angepasst. (2) Gleichmäßige Geschwindigkeit. Stabiler Betrieb bei der erforderlichen Geschwindigkeit mit einem gewissen Grad an Genauigkeit, ohne dass verschiedene mögliche externe Störungen (wie Laständerungen, Netzspannungsschwankungen usw.) auftreten. (3) Beschleunigungs- und Verzögerungssteuerung. Bei Geräten, die häufig starten und bremsen, ist es erforderlich, so schnell wie möglich zu beschleunigen und abzubremsen, um die Start- und Bremszeit zu verkürzen und die Produktivität zu steigern. Manchmal sind drei oder mehr Aspekte erforderlich, die nicht schwerwiegend sind, manchmal sind nur einer oder zwei davon erforderlich. Einige Aspekte können dennoch widersprüchlich sein. Um die Leistung des Problems quantitativ zu analysieren. Steady-State-Indikatoren Die Leistungsindikatoren des Bewegungssteuerungssystems, wenn es stabil läuft, werden Steady-State-Indikatoren, auch statische Indikatoren genannt, genannt. Zum Beispiel der Geschwindigkeitsbereich und die statische Rate des Geschwindigkeitsregelsystems während des stationären Betriebs, der stationäre Spannungsfehler des Positionssystems usw. Im Folgenden analysieren wir speziell den Steady-State-Index des Geschwindigkeitsregelsystems. (1) Geschwindigkeitsregelbereich D Das Verhältnis zwischen der maximalen Drehzahl nmax und der minimalen Drehzahl nmin, die der Motor erreichen kann, wird als Geschwindigkeitsregelbereich bezeichnet, der durch den Buchstaben D gekennzeichnet ist, d. h. wobei sich nmax und nmin im Allgemeinen beziehen auf die Drehzahl bei Nennlast, bei wenigen Belastungen Auch sehr leichte Maschinen, wie Präzisionsschleifmaschinen, können die tatsächliche Belastungsdrehzahl nutzen. nnom einstellen. (2) Statische Fehlerrate S Wenn das System mit einer bestimmten Geschwindigkeit läuft, wird das Verhältnis des Geschwindigkeitsabfalls, der der idealen Leerlaufgeschwindigkeit Nr. entspricht, wenn sich die Last vom idealen Leerlauf zur Nennlast ändert, als statisch bezeichnet. und der statische Unterschied wird ausgedrückt.

Die Stabilität des Geschwindigkeitsregelungssystems bei Laständerungen hängt mit der Härte der mechanischen Eigenschaften zusammen. Je härter die Eigenschaften, desto kleiner ist die statische Fehlerrate, das stabile Diagramm der Geschwindigkeit 8.3 und die statische Rate bei verschiedenen Geschwindigkeiten (3). ) das Druckregelsystem Das Verhältnis zwischen D, S und D im Gleichstrommotor-Spannungsregelungs-Geschwindigkeitsregelsystem ist die Nenndrehzahl des Motors nnom. Wenn der Geschwindigkeitsabfall bei Nennlast beträgt, werden die statische Geschwindigkeit des Systems und die Mindestgeschwindigkeit bei Nennlast berücksichtigt. In Gleichung (8.4) kann Gleichung (8.5) als Geschwindigkeitsbereich geschrieben werden, indem Gleichung (8.6) in Gleichung (8.7) eingesetzt wird, und Gleichung (8.8) drückt zwischen Geschwindigkeitsbereich D, statischer Rate S und Nenngeschwindigkeitsabfall aus. Die Beziehung, die zufrieden sein sollte. Bei demselben Geschwindigkeitsregelsystem gilt: Je kleiner die charakteristische Härte, desto kleiner ist der vom System zugelassene Geschwindigkeitsbereich D. Beispielsweise beträgt die Nenndrehzahl eines bestimmten Drehzahlregelungsmotors nnom = 1430 U/min, und der Nenndrehzahlabfall ist so, dass bei einer statischen Fehlerrate von S ≤ 10 % der Drehzahlregelungsbereich nur der Leistungsindex der Dynamik ist Index-Bewegungssteuerungssystem während des Übergangsprozesses. Dynamische Indikatoren, einschließlich dynamischer Leistungsindikatoren und Anti-Interferenz-Leistungsindikatoren. (1) Folgender Leistungsindex Unter der Wirkung eines gegebenen Signals (oder Referenzeingangssignals) R(t) wird die Änderung der Systemausgabe C(t) durch folgende Leistungsindikatoren beschrieben. Bei verschiedenen Leistungsindikatoren ist die anfängliche Reaktion Null, und das System reagiert auf die Ausgangsreaktion des Einheitsschritt-Eingangssignals (Einheitsschritt-Antwort genannt). Abbildung 8.4 zeigt den folgenden Leistungsindex. Die Anstiegszeit der Einheits-Sprungantwortkurve 1 tr Die Zeit, die erforderlich ist, damit die Einheits-Sprungantwortkurve zum ersten Mal von Null auf den stationären Wert ansteigt, wird als Anstiegszeit bezeichnet und gibt die Schnelligkeit der dynamischen Reaktion an. 2 Überschreitung