6. МЕТОДЫ УЛУЧШЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОМАШИННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ

Основными методами улучшения дидамических характеристик ЭМУ являются увеличение активного сопротивления входной цепи ЭМУ и введение обратных связей.

Добавочное сопротивление включенное последовательно в цепь управления, приводит к тому, что постоянная времени этой цепи

или

где — собственная постоянная времени цепи управления (до введения сопротивления

— коэффициент форсировки по напряжению,

Таким образом, можно в раз уменьшить постоянную времени обмотки управления ЭМУ и улучшить динамические характеристики

стики ЭМУ и САР в целом. При этом, вводя добавочное сопротивление необходимо от элемента, предшествующего ЭМУ, отбирать повышенную величину напряжения.

Наиболее эффективным методом улучшения динамических характеристик ЭМУ является введение в ЭМУ отрицательных обратных связей. Нашло применение введение как жестких, так и гибких обратных связей. В качестве жесткой отрицательной обратной связи широко применяют отрицательную обратную связь по выходному напряжению (рис. VI. 18). Часть выходного напряжения подается на дополнительную обмотку Магнитный поток обмотки направлен навстречу потоку управления, образуя отрицательную обратную связь. Это приводит к увеличению быстродействия системы, но одновременно снижает передаточный коэффициент.

Рис. VI. 18. Принципиальная схема ЭМУ с жесткой обратной связью по напряжению

Уменьшение величины передаточного коэффициента при введении жесткой отрицательной обратной связи является большим недостатком. Поэтому такое увеличение быстродействия ЭМУ допустимо в том случае, когда выбран ЭМУ с заранее завышенным передаточным коэффициентом, или возможна компенсация уменьшения передаточного коэффициента ЭМУ увеличением передаточных коэффициентов предшествующих ЭМУ элементов.

Для улучшения динамических характеристик ЭМУ широкое распространение получили, так называемые гибкие отрицательные обратные связи: трансформаторная (рис. VI. 19, а) с контуром (рис. VI. 19, б), с тахогенератором и контуром (рис. VI. 19, в) и тахометрическим мостом и контуром (рис. VI. 19,г).

Первые две отрицательные обратные связи осуществляют обратную связь по выходному напряжению, вторые две — по углу поворота исполнительного электродвигателя. Величина передаточного коэффициента во всех четырех случаях не изменяется.

В ЭМУ для осуществления трансформаторной обратной связи в настоящее время находят широкое применение трансформаторы типов Они имеют регулируемый воздушный зазор сердечника, что позволяет в определенной степени осуществить регулировку параметров цепи обратной связи (табл. VI.3).

В ЭМУ находят также широкое применение обратные связи по току нагрузки, которые способствуют как ослаблению влияния нагрузки на ЭМУ, так и общему улучшению динамических характеристик.

Для осуществления обратных связей по току нагрузки в ЭМУ с независимым возбуждением, с самовозбуждением и в ЭМУ с поперечным полем или вводится дополнительная обмотка

управления (рис. VI.20, а) или ток нагрузки проходит через обмотку управления (рис. VI.20, б). В последнем случае условия работы обмотки управления ухудшаются. В этом отношении двухступенчатый ЭМУ продольного поля и трехступенчатый ЭМУ продольно-поперечного поля имеют достоинства по сравнению со всеми остальными ЭМУ: введение обратных связей по току нагрузки в ЭМУ продольного и продольно-поперечного поля осуществляется без введения дополнительных обмоток или без ухудшения условий работы обмотки управления.

Рис. VI. 19. Принципиальная схема ЭМУ: а — с трансформаторной обратной связью; б — с R - С контуром в цепи обратной связи; в — с тахогенератором и R - С контуром в цепи обратной связи; г — с тахометрическим мостом и R - С контуром в цепи обратной связи

Для введения обратных связей по току в двухступенчатом ЭМУ продольного поля достаточно зашунтировать часть компенсационной обмотки или обмотки возбуждения Так, при шунтировании части компенсационной обмотки сопротивлением, подключенным к точкам А и В (рис. VI. 14), вводится положительная обратная связь по току нагрузки. Если же шунтирующее сопротивление подключить к точкам А и С, то вводится отрицательная обратная связь. Включение шунтирующего сопротивления между правой поперечной щеткой и точкой осуществляет введение положительной

обратной связи по току с охватом только второй ступени усиления ЭМУ; между левой поперечной щеткой и точкой — отрицательной обратной связи также с охватом только второй ступени усиления.

Рис. VI.20. Принципиальная схема ЭМУ с обратной связью по току нагрузки: а — с дополнительной обмоткой управления; б — без дополнительной обмотки управления

Также просто вводится обратная связь по току и в трехступенчатом ЭМУ продольно-поперечного поля. Так, если шунтирующее сопротивление подключить к нижней продольной щетке и точке С (рис. VI. 15), то вводится положительная, а к верхней продольной щетке и точке В — отрицательная обратная связь по току нагрузки; причем эта обратная связь охватывает лишь третью ступень усиления ЭМУ. Если же шунтирующее сопротивление подключить к точкам Л и В, то вводится положительная, а к точкам А и С — отрицательная обратная связь по току нагрузки; причем эта обратная связь охватывает все три ступени ЭМУ.