5.2. Цепь обратной связи по току

Обратная связь (ОС) по току усложняет исполнительную систему, увеличивает ее стоимость, так что использование этой ОС должно быть оправданно.

В качестве преобразователя тока в напряжение в электроприводах часто используется шунт, включенный в якорную цепь и непосредственно преобразующий ток двигателя в напряжение.

Стандартные шунты типа 75 Ш или 75 ШС имеют напряжение 75 мВ при токах 0,5; 0,75; 1,0; 1,5; 2,0; 3,0; 5,0 А и так далее в соответствии с этим рядом чисел. Номинальный ток шунта следует выбирать близким к максимальному рабочему току двигателя, но не менее последнего.

Сигнал с шунта подается на устройство гальванической развязки (УГР), далее - на линейный усилитель, который приводит сигнал к стандартному уровню, например, =10 В.

Рис. 5.2. Цепь обратной связи по току

Как правило, УГР и усилитель входят в состав преобразователя. Проектировщику необходимо лишь определить требуемый коэффициент передачи названного усилителя. При этом должно обеспечиваться при максимальном токе двигателя. Коэффициент передачи такого датчика

. (5.12)

Значение сопротивления шунта необходимо в дальнейшем учитывать в сопротивлении якорной цепи .

. (5.13)

Для выходных сигналов датчиков тока характерен большой уровень пульсаций, приводящий к недопустимым колебаниям тока в контуре его регулирования. Эти пульсации необходимо сглаживать RC фильтром на выходе датчика. В датчиках тока ШИП, при частоте пульсаций 2 - 8 кГц, достаточно иметь = 0,3 - 1 мс.

5.3. Цепь обратной связи по скорости

В качестве датчика обратной связи (ОС) по частоте вращения (скорости) в ИС с двигателями постоянного тока используются высокоточные тахогенераторы (ТГ) постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов. Современные двигатели, предназначенные для ИС ПР и других высокоточных и динамичных систем воспроизведения движений, имеют, как правило, встроенные ТГ. Это позволяет существенно упростить конструкцию ИС. Примером являются двигатели серий ДП, ПЯ, ПБВ, ДПУ, ДПИ с пазовым якорем и 4ДПУ.

Основными параметрами ТГ являются крутизна его характеристики , определяемая относительно ЭДС, а также сопротивление якоря . Типичные значения = (0,01 - 0,06) В/(об/мин), = (0,05 - 0,2) кОм.

При выполнении проекта можно считать, что = 0,02 В/(об/мин), R_тг = 0,1 кОм. Достаточно подробно тахогенераторы описаны в [32].

При проектировании цепи ОС по скорости необходимо привести выходной сигнал ТГ к стандартному задающему воздействию, а также сгладить имеющиеся в нем пульсации и помехи. Первая задача решается с помощью резистивного делителя, вторая с помощью RC фильтра.

Приведение осуществляется обычно к уровню 0,93 - 0,98 максимума сигнала задания, что позволяет с гарантией обеспечивать максимально необходимую скорость привода. Коэффициент передачи определяется для выходного напряжения датчика с учетом сопротивления нагрузки. Последним является входное сопротивление регулятора скорости, составляющее обычно 10 кОм.

Рис. 5.3. Цепь обратной связи по скорости

Фильтр реализуют, подключая на выход цепи ОС конденсатор. Роль резистора, определяющего постоянную времени фильтра, выполняет сопротивление параллельного соединения трех цепей - входного сопротивления регулятора, суммы и сопротивления последовательного резистора делителя, сопротивление параллельного резистора делителя. Постоянную времени выбирают 1 - 4 мс, что обеспечивает удовлетворительное сглаживание щеточных и зубцовых пульсаций.