Пример САУ, действующей по принципу разомкнутого управления

Принципиальная схема системы автоматической стабилизации угловой скорости двигателя постоянного тока с независимым возбуждением , действующей по принципу разомкнутого управления, представлена на рисунке 17.

В данном случае задающим устройством служит потенциометр R_з. Сигналом задания является напряжение и_з, снятое с движка данного потенциометра, пропорциональное заданной величине угловой скорости вала двигателя ω_з, здесь (u_з = k_з ω_з). Моментная муфта ММ и усилитель постоянного тока УПТ используются для учета внешнего возмущения М_с – момента нагрузки (момента сопротивления). Моментная муфта выступает в роли датчика, чье выходное напряжение и_м, снимаемое с движка потенциометра R_f, пропорционально М_с, причем (u_м = k_мM_c), где, k_м - коэффициент передачи муфты.

Рис. 17. Принципиальная схема системы автоматической стабилизации угловой

скорости двигателя постоянного тока

Напряжения u_м и u_з суммируются с помощью сопротивлений R_вх и R_м на входе операционного усилителя и усиливаются. Таким образом, УПТ используется, как усилитель напряжения и сумматор одновременно. Тиристорный преобразователь ТП выполняет функцию усилителя мощности и состоит из выпрямителя и системы

импульсно-фазового управления, которая формирует импульсы, поступающие на выпрямитель. Управляющим параметром является напряжение на якоре двигателя u_д, оно

зависит от скорости ω_з и момента сопротивления М_с, эта зависимость определяется уравнением управления системы:

u_тп = (k_з ω_з + k_м M_с ) k_упт k_тп (1.7.)

Структурная схема системы изображена на рисунке 18.

Рис. 18. Структурная схема системы автоматической стабилизации угловой

скорости двигателя постоянного тока

При отсутствии связи с внешним возмущением ( k_м = 0), u_д = u_з,= const, система не будет реагировать на увеличение М_с (нагрузки на вал), что приведет к уменьшению угловой скорости двигателя.

При наличии связи с внешним возмущением ( k_м > 0), при увеличении М_с, возрастает u_м, что ведет к увеличению u_тп и u_д. Следовательно, угловая скорость двигателя регулируется в зависимости от величины нагрузки на вал.

Графики зависимостей угловой скорости ω_д от нагрузки на вал М_с представлены на рисунке 19.

Рис. 19. Графики зависимости угловой скорости двигателя от нагрузки на вал

Mc – момент сопротивления (нагрузка на вал), ωд – угловая скорость двигателя