Κλειστός Κύκλος Έλεγχος Οδηγών

Σε ένα κλειστό σύστημα, το εξωτερικό του συστήματος ανάγεται πίσω στην είσοδο, επιτρέποντας στο σύστημα να ελέγχει την ηλεκτρική οδηγία και να προσαρμόζει αυτόματα τη λειτουργία του. Οι βρόχοι ανατροφοδότησης σε μια ηλεκτρική οδηγία ενσωματώνονται για να καλύψουν τις ακόλουθες βασικές απαιτήσεις:

• Ενίσχυση Τορκίου και Ταχύτητας: Για την αύξηση της απόδοσης του τορκίου και της ταχύτητας του συστήματος.

• Βελτίωση της Σταθερής Κατάστασης Ακρίβειας: Για την ενίσχυση της ακρίβειας του συστήματος κατά τη λειτουργία σε σταθερή κατάσταση.

• Προστασία: Για την προστασία των συστατικών της ηλεκτρικής οδηγίας από δυνητικές βλάβες.

Τα βασικά συστατικά ενός κλειστού συστήματος περιλαμβάνουν τον ελεγκτή, τον μετατροπέα, τον περιοριστή ρεύματος και τον αισθητήρα ρεύματος, μεταξύ άλλων. Ο μετατροπέας έχει κρίσιμο ρόλο στη μετατροπή της δύναμης με μεταβλητή συχνότητα σε δύναμη με σταθερή συχνότητα και αντίστροφα. Ο περιοριστής ρεύματος, από την άλλη, λειτουργεί για να εμποδίσει το ρεύμα να υπερβεί μια προκαθορισμένη μέγιστη τιμή. Παρακάτω, θα εξερευνήσουμε τους διαφορετικούς τύπους κλειστών διαμορφώσεων.

Έλεγχος Περιορισμού Ρεύματος

Αυτός ο μηχανισμός ελέγχου σχεδιάζεται για να διατηρεί τα ρεύματα του μετατροπέα και του μοτέρ σε ασφαλή περιοχές κατά τη διάρκεια μεταβατικών λειτουργιών. Το σύστημα περιλαμβάνει έναν βρόχο ανατροφοδότησης ρεύματος ενσωματωμένο με έναν λογικό περικλείστη.

Ο λογικός περικλείστης λειτουργεί ως προστασία, προστατεύοντας το σύστημα από υπερβολικά ρεύματα. Εάν οι μεταβατικές λειτουργίες προκαλέσουν το ρεύμα να υπερβεί την προκαθορισμένη μέγιστη τιμή, ενεργοποιείται ο βρόχος ανατροφοδότησης. Λαμβάνει αμέσως διορθωτικά μέτρα, αναγκάζοντας το ρεύμα να πέσει κάτω από το μέγιστο όριο. Όταν το ρεύμα επιστρέφει σε φυσιολογικά επίπεδα, ο βρόχος ανατροφοδότησης απενεργοποιείται, επαναλαμβάνοντας την κατάσταση ενέργειας.

Κλειστός Έλεγχος Τορκίου

Οι κλειστοί μηχανισμοί ελέγχου τορκίου χρησιμοποιούνται ευρέως σε οχήματα με βαταρίες, σε εφαρμογές σιδηροδρόμων και ηλεκτρικά τρένα. Το αναφερόμενο τορκίο T^* καθορίζεται από τη θέση του πεδάλιου επιτάχυνσης. Ο ελεγκτής του βρόχου συνεργάζεται με το μοτέρ για να εξασφαλίσει ότι το πραγματικό τορκίο εξόδου ακολουθεί στενά την αναφερόμενη τιμή T^*. Με την προσαρμογή της πίεσης στο πεδάλιο επιτάχυνσης, ο χειριστής μπορεί να ελέγξει αποτελεσματικά την ταχύτητα του συστήματος οδηγίας, καθώς το τορκίο εξόδου επηρεάζει άμεσα την επιτάχυνση και την ταχύτητα του οχήματος ή τρένου.

Κλειστός Έλεγχος Ταχύτητας

Η σχεδιαγραμματική παράσταση του κλειστού συστήματος ελέγχου ταχύτητας απεικονίζεται στο παρακάτω σχήμα. Αυτό το σύστημα περιλαμβάνει μια ενσωματωμένη δομή ελέγχου, με έναν εσωτερικό βρόχο ελέγχου ενσωματωμένο σε έναν εξωτερικό βρόχο ταχύτητας. Η βασική λειτουργία του εσωτερικού βρόχου ελέγχου είναι να ρυθμίζει το ρεύμα και το τορκίο του μοτέρ, εξασφαλίζοντας ότι παραμένουν εντός ασφαλών λειτουργικών ορίων.

Κλειστός Έλεγχος Ταχύτητας

Υποθέτουμε ότι υπάρχει μια αναφερόμενη ταχύτητα ωm∗ που παράγει ένα θετικό σφάλμα ταχύτητας Δω*m. Αυτό το σφάλμα ταχύτητας επεξεργάζεται από έναν ελεγκτή ταχύτητας και στη συνέχεια παραδίδεται σε έναν περιοριστή ρεύματος. Σημειώνεται ότι ο περιοριστής ρεύματος μπορεί να παρακαμφθεί ακόμη και σε περίπτωση μικρού σφάλματος ταχύτητας. Ο περιοριστής ρεύματος ορίζει το ρεύμα για τον εσωτερικό βρόχο ελέγχου ρεύματος. Στη συνέχεια, το σύστημα οδηγίας ξεκινάει την επιτάχυνση. Όταν η ταχύτητα οδηγίας ταιριάζει με την επιθυμητή ταχύτητα, το τορκίο του μοτέρ ισοδυναμεί με το τορκίο φορτίου. Αυτή η ισορροπία προκαλεί τη μείωση της αναφερόμενης ταχύτητας, παράγοντας ένα αρνητικό σφάλμα ταχύτητας.

Όταν ο περιοριστής ρεύματος φθάνει στην κόλληση, το σύστημα οδηγίας εισέρχεται σε λειτουργία φρένας και ξεκινάει την επιβράδυνση. Αντιστρόφως, όταν ο περιοριστής ρεύματος ξεκολλά, το σύστημα οδηγίας μεταβαίνει απαλά από τη λειτουργία φρένας πίσω στη λειτουργία οδηγίας.

Κλειστός Έλεγχος Ταχύτητας Πολυμοτέρων Οδηγιών

Σε συστήματα πολυμοτέρων οδηγιών, η συνολική φορτία διανέμεται μεταξύ πολλών μοτέρ. Κάθε τμήμα του συστήματος εξοπλίζεται με το δικό του μοτέρ, το οποίο είναι κυρίως υπεύθυνο για τη φορτία συγκεκριμένης τομέα. Αν και οι προδιαγραφές των μοτέρ διαφέρουν ανάλογα με τον τύπο της φορτίας που υπηρετούν, όλα τα μοτέρ λειτουργούν με την ίδια ταχύτητα. Όταν τα απαιτήματα τορκίου κάθε μεμονωμένου μοτέρ εκπληρώνονται από τον αντίστοιχο μηχανισμό οδηγίας, το οδηγικό πάτος χρειάζεται να φέρει μόνο ένα σχετικά μικρό συγχρονιστικό τορκίο, επιτρέποντας τη συντονισμένη λειτουργία του συστήματος πολυμοτέρων.

Σε έναν λοκομοτίβο, λόγω διαφορετικών βαθμών έρημας, τα τροχάκια δεν περιστρέφονται με ομοιόμορφη ταχύτητα. Ως αποτέλεσμα, η οδηγική ταχύτητα του λοκομοτίβου μεταβάλλεται ανάλογα. Εκτός από τη διατήρηση σταθερής ταχύτητας, είναι εξίσου σημαντικό να εξασφαλίζεται η ομοιόμορφη διανομή του τορκίου μεταξύ των πολλών μοτέρ. Εάν αυτή η ισορροπία δεν επιτευχθεί, ένα μοτέρ μπορεί να υπερφορτωθεί ενώ άλλο μπορεί να παραμείνει υποεκμεταλλευμένο. Αυτή η ανισορροπία οδηγεί τελικά σε μια κατάσταση όπου το ρευστό τορκίο του ολόκληρου του λοκομοτίβου είναι σημαντικά χαμηλότερο από τις συνολικές προδιαγραφές τορκίου των μεμονωμένων μοτέρ.