ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ І ВИЗНАЧЕННЯ

Загальні положення

Електроприводом називається електромеханічна система, призначена для приведення в рух робочих органів машин і механізмів і управління їх технологічним процесом, що складається з електродвигуна, перетворювального пристрою, пристрою управління і передавального пристрою.

Функціональна схема автоматизованого електроприводу представлена на рис. 1.1.

Мал. 1.1. Функціональна схема автоматизованого електроприводу

На рис. 1.1. прийняті наступні позначення:

ПРУ - перетворювальне пристрій;

СПУ - силове перетворювальне пристрій;

ІСУ - інформаційна система управління;

ЕМП - електромеханічний перетворювач;

РД - ротор двигуна;

ПУ - передавальний пристрій;

ІМ - робочий орган виконавчого механізму;

ЗУ - задають пристрої;

ДОС - датчики зворотного зв'язку;

- напруга, частота і струм, споживаний електроприводом з мережі;

- напруга, частота і струм обмоток статора двигуна змінного струму;

- електромагнітний момент і швидкість обертання магнітного поля, створеного обмотками статора;

- момент і швидкість обертання двигуна;

- момент і швидкість обертання робочого органу виконавчого механізму;

- задають сигнали: задає напругу, опорна напруга, напруга зсуву.

З визначення поняття "Електропривод" і його функціональної схеми слід, що електропривод складається з чотирьох основних частин:

• • електричного двигуна;
• • силового преобразовательного пристрої;
• • передавального пристрою;
• • системи управління.

Спочатку розглянемо коротко складові частини електроприводу.

Електричні двигуни призначені для перетворення електричної енергії в механічну. На рис. 1.1 електричний двигун складається з двох частин: електромеханічного перетворювача енергії ЕМП, що перетворює електричну енергію в електромагнітну, і ротора двигуна РД, в якому електромагнітна енергія перетворюється в механічну. Двигун розвиває момент М на вазу ротора, який обертається з кутовою швидкістю ω.

За родом споживаного струму електричні машини діляться:

• • на двигуни постійного струму;
• • двигуни змінного струму.

Розрізняють такі електродвигуни постійного струму:

• • незалежного збудження;
• • паралельного збудження;
• • послідовного збудження;
• • змішаного збудження;
• • з порушенням від постійних магнітів;
• • з порожнистим немагнітним якорем;
• • з друкованим якорем;
• • з напівпровідниковим комутатором;
• • магнитогидродинамические електродвигуни і т. Д.

Електроприводи змінного струму можуть бути реалізовані на базі наступних електродвигунів:

• • асинхронних з короткозамкнутим ротором;
• • асинхронних з фазним ротором;
• • синхронних з незалежним збудженням;
• • синхронних з постійними магнітами;
• • однофазних асинхронних двигунів;
• • подвійного живлення;
• • реактивних синхронних;
• • синхронних гістерезисних;
• • редукторних;
• • лінійних;
• • колекторних змінного струму;
• • електровібраціонних;
• • ємнісних і т. Д.

Силові перетворюючі пристрої (СПУ) можуть бути виконані на базі наступних пристроїв:

• • електромашинних перетворювачів;
• • електромагнітних перетворювачів;
• • напівпровідникових перетворювачів.

Передавальні пристрої (ПУ) призначені для передачі механічної енергії від електродвигуна до виконавчого механізму ІМ і узгодження виду і характеру руху електродвигуна і робочого органу виконавчого механізму. Найбільш характерні типи передавальних пристроїв:

• • редуктори;
• • ланцюгові передачі;
• • ремінні передачі;
• • планетарні системи;
• • кулісні механізми;
• • кулько-гвинтові передача;
• • електромагнітні муфти ковзання і т. Д.

Системи управління електроприводу є сукупність керуючих і інформаційних систем, призначених для керування електроприводом з метою забезпечення заданого руху робочого органу виконавчого механізму. Принципово системи управління відрізняються за рівнем основних функцій, які вони виконують:

• • пуск, реверс, гальмування, а також підтримання кутової швидкості з невисокою точністю в статиці і динаміці. Таку функцію виконують розімкнуті релейно-контакторних системи управління електроприводів постійного і змінного струму;
• • підтримання швидкості з високою точністю в статиці, а також формування необхідних перехідних процесів. Таку функцію виконують системи перетворювач-двигун з різними зворотними зв'язками, наприклад, за швидкістю, струму двигуна, напрузі перетворювача;
• • стеження за будь-якими, довільно змінюваними вхідними впливами. Цю функцію виконують стежать;
• • відпрацювання заданої програми. Таку функцію виконують системи програмного управління;
• • вибір оптимальних режимів роботи. Цю функцію виконують адаптивні системи управління - автоматично змінюють свою структуру або параметри системи управління з метою, наприклад, вироблення оптимальних режимів роботи.

Вибір системи управління визначається як технологічним процесом, так і техніко-економічних обґрунтувань.