Составить функциональную схему автоматического управления двигателем постоянного тока. Внести в схему элементы, перечисленные ниже. В функциональной схеме обозначить управляемые величины. Обозначения: П, - потенциометр (задаёт уставку); КУ -

8 октября 2025
Автоматика и управление

Условие:

Составить функциональную схему автоматического управления двигателем постоянного тока. Внести в схему элементы, перечисленные ниже. В функциональной схеме обозначить управляемые величины.
Обозначения:
П, - потенциометр (задаёт уставку);
КУ - корректирующее устройство;
ЭУ - электронный усилитель;
ЭМУ - электромашинный усилитель;
ДПТ - двигатель постоянного тока;
ТГ - тахогенератор;
ПД - приводной двигатель.
Возмущающие воздействия, действующие на САР:
1. Момент сопротивления со стороны ТГ;
2. Напряжение питающей сети (напряжения уставки, напряжения обмоток возбуждения ДПТ и ТГ, напряжения питания ПД)
3. Температура окружающей среды.
Момент сопротивления на валу ДПТ М,является главным возмущающим воздействием в системе. Изменение напряжения сети является второстепенным возмущением, оказывающим влияние на:изменение напряжения U.(изменяется напряжение уставки). В свою очередь это приводит к изменению входного напряжения. •
Происходит изменение магнитного потока управления ЭМУ, т. к. магнитный поток пропорционален напряжению питания обмотки (Ф,-оказывает влияние на Ему: Ему- Кому ®* Ф,);
магнитный поток обмотки возбуждения ДПТ (Фии- влияет на частоту вращения вала двигателя, т. к.
U, - 1, *R,
n= С.*Ф дпт
Т. е. при увеличении Фии происходит снижение частоты вращения вала двигателя, поэтому недопустимо отключать обмотку возбуждения двигателя; магнитный поток обмотки возбуждения тахогенератора ТГ (Ф. влияет на выходное напряжение ТГ). Un= С.пФ,-I,*R,. Увеличение Ф, вызывает увеличение UTr;
изменения напряжения питания ПД приводит к изменению частоты вращения ПД согласно выражению:
Изменение частоты вращения ПД в свою очередь приводит к изменению
ЭДС ЭМУ: Ему- С.пидФу;
изменение температуры приводит к изменению параметров электронных элементов. Значительное изменение температуры может привести к существенному изменению сопротивлений обмоток возбуждения и якорных обмоток электрических машин (изменятся статические характеристики машин).

Решение:

Для составления функциональной схемы автоматического управления двигателем постоянного тока (ДПТ) с учетом указанных вами элементов и возмущающих воздействий, можно использовать следующий подход:

Функциональная схема автоматического управления ДПТ

1. Потенциометр (П) - задает уставку (напряжение или скорость).
2. Корректирующее устройство (КУ) - сравнивает заданное значение с текущим значением и выдает сигнал управления.
3. Электронный усилитель (ЭУ) - усиливает сигнал управления для дальнейшей передачи.
4. Электромашинный усилитель (ЭМУ) - управляет магнитным потоком в ДПТ.
5. Двигатель постоянного тока (ДПТ) - основной объект управления.
6. Тахогенератор (ТГ) - измеряет текущую скорость вращения вала ДПТ и выдает обратную связь.
7. Приводной двигатель (ПД) - может быть использован для управления нагрузкой.

Обозначение управляемых величин

- Uз - заданное напряжение (уставка), задаваемое потенциометром.
- Uф - выходное напряжение от ТГ, пропорциональное скорости вращения.
- n - частота вращения вала ДПТ.
- Фдпт - магнитный поток в обмотке возбуждения ДПТ.
- Фтг - магнитный поток в обмотке возбуждения ТГ.
- Eму - ЭДС, генерируемая ЭМУ.
- I - ток в обмотках.

Возмущающие воздействия

1. Момент сопротивления (М) - влияет на скорость и момент, создаваемый ДПТ.
2. Напряжение питающей сети (Uп) - влияет на напряжение обмоток возбуждения и, следовательно, на магнитные потоки.
3. Температура окружающей среды (T) - влияет на сопротивления обмоток и характеристики машин.

Схема

1. : Потенциометр задает желаемое значение (напряжение или скорость). 2. : Корректирующее устройство сравнивает заданное значение с текущим значением, полученным от тахогенератора, и выдает сигнал управления. 3. : Электронный усилитель усиливает сигнал для управления электромашинным усилителем. 4. : Электромашинный усилитель управляет магнитным потоком в ДПТ, что влияет на его скорость и момент. 5. : Тахогенератор измеряет текущую скорость вращения вала ДПТ и передает информацию обратно в корректирующее устройство для поддержания заданного значения. - Момент сопротивления на валу ДПТ влияет на его скорость и момент. - Изменение напряжения питающей сети может привести к изменению магнитного потока и, следовательно, к изменению скорости. - Температура окружающей среды может влиять на характеристики обмоток и, соответственно, на работу всей системы. Эта схема и объяснение дают общее представление о системе автоматического управления двигателем постоянного тока с учетом различных факторов и возмущений.