Контактные и бесконтактные задатчики скорости. Назначение, принцип действия.

Потенциометрический задатчик. Наиболее простым элементом из применяемых для введения в систему автоматического управления сигнала задания является проволочный потенциометр, питаемый стабильным напряжением постоянного тока. Несмотря на недостаточно высокую надежность, обусловленную наличием скользящего контакта, этот элемент имеет широкое применение. Обычно используются цилиндрические проволочные потенциометры с вращающейся рукояткой, поскольку они имеют небольшие размеры и могут быть легко встроены в пульты управления машинами. Задаваемое значение величины, в единицах которой отградуирована шкала потенциометра, указывается стрелкой на оси. Потенциометр подключается к блоку питания БП (рис. 2.123 *Схема потенциометрического задатчика напряжения*), а с движка снимается напряжение U_з на нагрузку R_н. Потребляемая от БП мощность уменьшается с увеличением общего сопротивления потенциометра R1, однако одновременно возрастает отклонение градуировочной кривой от прямой линии. Обычно потенциометр выбирают так, чтобы его сопротивление по крайней мере в 5-10 раз было меньше сопротивления нагрузки.

Потенциометрический задатчик с плавным нарастанием напряжения задания. Простейшая схема подобного устройства приведена на Рис. 2.124, а, а на рис. 2.124, б*Схемы потенциометрических задатчиков с плавным нарастанием напряжений* дан график изменения напряжения зада­ния в функции времени, если выполняются условия R_H >>R₂,, R₂ >> R_1. График представляет собой экспоненту с постоянной времени Т= R₂C.

Временем разгона (пуска) машины можно считать t _п = 3Т. К этому моменту напряжение задания достигает значения 0,95 U_1.

Безусловными достоинствами данной схемы являются простота и надежность. Недостаток — нелинейность процесса роста напряжения задания и, как следствие этого, повышенные значения ускорения и динамического момента в электроприводе на начальном этапе процесса и затяжка второй части процесса.

Размыкание контакта реле К вызывает процесс разряда конденсатора и снижение напряжения задания. Постоянная времени этого процесса приблизительно такая же, как при пуске, т. е. равна R₂C, так как R₂>>R_1. Если по каким-либо причинам нужно уменьшить время разряда конденсатора, параллельно конденсатору следует включить нормально замкнутый контакт того же реле К и разрядное сопротивление.

Рассмотренная схема позволяет «запоминать» выбранную скорость машины. Если не изменять положение движка потенциометра R1, то после каждого включения реле К машина автоматически будет выходить на одну и ту же скорость, определяемую напряжением U₁. На рис. 2.124, в приведена усовершенствованная схема задающего устройства, в которой обеспечивается почти линейный характер процесса разгона машины. По-прежнему требуется выполнение следующих условий:1)сопротивление нагрузки R_н должно более чем в 10 раз превышать сопротивление резистора R3, через который проходит зарядный ток конденсатора; 2)сопротивление резистора R3 должно более чем в 10 раз превышать сопротивление потенциометра R1.

Обычно нагрузкой задающего устройства служит вход-е сопротивление линейной интегральной микросхемы, регулирующей скорость двигателя или напряжение на обмотке якоря. Чтобы входное сопротивление было максимально возможным, нужно использовать схему с подачей сигнала на неинвертирующий вход операционного усилителя, на базе которого построен регулятор. Входное сопротивление последнего составляет несколько мегом, и при расчетах его можно принимать бесконечно большим.

Если в качестве R1 взять проволочный потенциометр с сопротивлением, например, 1 кОм, а резистор R3 будет иметь сопротивление 20 кОм, то можно считать выполненным и второе условие.

Потенциометрические задатчики скорости с сервоприводом. Электроприводы крупных полиграфических машин, например рулонных ротационных печатных машин, имеют несколько постов управления Пуск таких машин должен происходить под наблюдением оператора Время разгона рулонной машины должно быть достаточно большим чтобы не происходило обрыва бумажной ленты.

В соответствии с указанными выше принципами управления разработано и применяется несколько видов задающих устройств, в том чис­ле устройств с потенциометром и серводвигателем, иногда называемых реостатными задатчиками.

В схеме на рис. 2.125, а использован серводвигатель постоянного тока с постоянными магнитами. При замыкании контактов реле К1 двигатель получает правое вращение, при замыкании контактов реле К2 -левое вращение. Вал двигателя через редуктор Р с очень большим передаточным числом i_п приводит в движение вал цилиндрического потенциометра R1.

При включении реле К1 напряжение U₃ и скорость машины увеличиваются, при включении реле К2 — уменьшаются.

На валу реостата имеются кулачковые шайбы, воздействующие на концевые выключатели, которые ограничивают угол поворота этого вала _в обоих направлениях путем отключения катушек реле К1 или К2.

В схеме на рис. 2.125, б использован серводвигатель переменного тока. Реверс ротора осуществляется за счет перевода конденсатора из цепи одной обмотки возбуждения в цепь другой при переключении кон­тактов реле К1 и К2.

Обе схемы имеют существенный недостаток — невысокую надежность. Контакт между движком потенциометра и проволочным сопротивлением может нарушаться из-за механических повреждений. В связи с этим целесообразно применять бесконтактные задатчики скорости.

Бесконтактные задатчики скорости. На рис. 2.126, а дана функциональная схема задающего устройства с вращающимся трансформатором (ВТ) или бесконтактным сельсином. Питание ВТ должно производиться от стабилизатора напряжения (СН), чтобы напряжение U₃ не зависело от напряжения сети, а зависело лишь от угла поворота ротора ВТ.

На рис. 2.126,6 представлена функциональная схема цифрового задатчика скорости (ЦЗС), построенного на основе элементов промышленной электроники. ЦЗС содержит генератор импульсов (ГИ), реверсивный счетчик импульсов, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) и схему управления.

При включении реле К1 счетчик начинает работать в режиме сложения. Число на его выходе, выраженное в двоичной системе, увеличивается. После преобразования в ЦАП получаем напряжение U₃, нараста­ющее по линейному закону. Если реле К1 отключить, достигнутое значение напряжения U₃ будет зафиксировано, и машина продолжает работать на соответствующей скорости. Для дальнейшего увеличения ско­рости нужно вновь включить реле К1. При включении реле К2 счетчик начинает работать в режиме вычи­тания. Напряжение U₃ и скорость машины плавно снижаются.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: