Электроприводом называют устройство, состоящее из электродвигателя Д, передаточного устройства ПУ, силового преобразователя П и управляющего устройства УУ.

МОДУЛЬ 1.ОСНОВЫ ТЕОРИИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА

ВВЕДЕНИЕ. ПОНЯТИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДА. КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА

 

Карл Маркс в своей работе «Капитал» писал, что всякая развитая совокупность машин состоит из трех существенно различных частей: маши­ны двигателя, передаточного меха­низма и, наконец, машины-орудия, или рабочей машины. Первая и вторая части машинного устройства служат для приведения в движение исполнительных органов рабочей машины и объединяются под общим названием привод.Ручной и конный приводы, приводы от ветряной мельницы и водя­ного колеса, паровая турбина и двигатель внутреннего сгорания — это этапы его развития до наиболее со­вершенной современной формы —автоматизированного электропривода.

Электроприводом называют устройство, состоящее из электродвигателя Д, передаточного устройства ПУ, силового преобразователя П и управляющего устройства УУ.

В электродвигателе в завсимости от предъявляемых к нему требова­ний используют двигатели постоянно­го тока независимого, параллельного, последовательного или смешанного возбуждения, асинхронные, шаговые и т. д. Основной задачей электро­двигателя в приводе является преоб­разование электроэнергии источника питания ИП (в частности, сети) в механическую энергию вращающего­ся вала (вращающийся двигатель) или в энергию линейно перемещаю­щихся масс (линейный двигатель). Иными словами, двигатель должен развивать движущие усилия: дви­жущий момент или движущую меха­ническую силу, передаваемую рабоче­му механизму РМ.

В некоторых случаях электродви­гатель осуществляет обратное преоб­разование: механическую энергию вращения или линейного перемеще­ния, поступающую от рабочего меха­низма, в электрическую. В этом слу­чае двигатель создает тормозной момент.

В современном электроприводе двигатель приводит в движение РМ через передаточное устройство, по­нижающее частоту вращения (редук­торы, клиноременные передачи и т. д.) либо повышающее, либо изменяющее вид движения (зубчато-реечные, кри-вошипно-шатунные и т. д.). В неко­торых приводах электродвигатель непосредственно соединен с рабочим механизмом.

Важным элементом электроприво­да является силовой преобразователь, необходимость в котором вызвана следующими причинами. Во-первых, электроприводы, используемые в на­стоящее время, должны обладать свойством изменения частоты враще­ния. Как правило, этого добиваются регулированием напряжения и часто­ты энергии, потребляемой двигателем. В то же время указанные параметры элеетроэнергии источников питания являются неизменными. Во-вторых, для работы двигателя постоянного тока необходимо подавать на его обмотки постоянное напряжение, а промышленная сеть имеет переменное напряжение. Поэтому для ее исполь­зования в качестве источника пита­ния необходимо преобразовывать напряжение одного вида в другой. Для регулирования напряжения и частоты, а также для преобразования другой используют преобразователи. В электроприводах большой мощно­сти применяют электромашинные пре­образователи. В последнее время с развитием сильноточной полупровод­никовой электроники все большее распространение получают транзис­торные и тиристорные преобразо­ватели.

В современном производстве экс­плуатируют огромное количество раз­нообразных производственных меха­низмов. Основная задача этих устройств — осуществление того или иного технологического процесса.

Управляющее устройство электро­привода служит для управления пре­образованием электроэнергии в ме­ханическую и обеспечения необходи­мого качества технологического про­цесса.

Как следует из рис. 1, управле­ние совершается воздействием на П и Д управляющих сигналов, вырабо­танных УУ. Управляющий сигнал может формироваться с учетом толь­ко задающего сигнала U3 либо U3 и сигналов, поступающих от других эле­ментов привода. Так, на рис. 1 пока­зан частный случай, когда на УУ поступают сигналы только от РМ. В первом случае привод является разомкнутым, во втором — замкну­тым, называемым автоматизирован­ным электроприводом. Связи, обеспе­чивающие поступление сигналов на УУ от других элементов, называются обратными связями.Так как технологические процес­сы современного производства слож­ны, а требования к технологической дисциплине постоянно возрастают возникает необходимость широкого
использования достижений современ­ной науки и техники при создании УУ. В настоящее время применяют полупроводниковые устройства уп­равляющие вычислительные машины, микропроцессоры.

Электроприводы в зависимости от их признаков делят на классы. При­чем в каждый класс входят только те приводы, которые обладают тем или иным общим признаком, напри­мер, классификация в зависимости от применяемого двигателя, вида сило­вого преобразователя или вида дви­жения и т. д.Рассмотрим, на какие классы мож­но разбить приводы по видам регу­лирования.

Нерегулируемыминазы­вают приводы, которые приводят в движение рабочие механизмы с одной и той же скоростью, т. е обеспечи­вающие простейшие операции (пуск, останов, иногда реверсирование дви­гателя). При этом в установившемся режиме частота вращения определя­ется естественной механической ха­рактеристикой и моментом статичес­кой нагрузки.

Регулируемыми называют приводы, в которых частота враще­ния двигателя способна изменяться под воздействием сигнала управле­ния.

Следящими называют при­воды, способные обеспечивать авто­матическое преобразование любого не заданного заранее входного сиг­нала в движение производственного механизма. При этом входным сигналом может быть угол поворота какого-либо входного вала, в резуль­тате чего выходной вал производст­венного механизма должен повторять его движение.

Программно-управляемыми приводами называют при­воды, у которых линейное или вра­щательное перемещение осуществля­ется по заданной программе. Програм­ма представляет собой последователь­ность траекторий (или законов) движения производственного механизма, воспроизводимых приводом. Носителем программы могут служить копиры, перфоленты, магнитные ленты.

Адаптивными называют приводы. способные осуществлять автоматический выбор наилучшего режима двигаетял посредством изменения структуры и параметров системы управления.