5. Загальні відомості про керування електроприводами

Для забезпечення потреб людства створена, продовжує розроблятися і вдосконалюватися велика кількість робочих машин, виробничих і побутових механізмів, підйомно-транспортних установок, засобів зв'язку тощо. Вони здійснюють оброблення матеріалів і виготовлення різноманітних виробів, транспортування людей і речовин, добування корисних копалин, забезпечують побут людей і виконують багато інших функцій.

Для функціонування робочих машин і механізмів до їхніх виконавчих органів від привода слід підвести механічну енергію, за рахунок якої і відбувається їхній рух. Характер цього руху може бути різноманітний — обертовий (вентилятори), поступальний (стрічка транспортера) і поворотно-поступальний (прес), од-нонаправлений (конвеєр) і реверсивний (підйомні механізми). Інколи ці рухи повинні відбуватися зразу в кількох площинах (роботи та маніпулятори).

Машини і механізми треба обладнати пристроями для розгону і гальмування (зупинки), багато з них потребують зміни швидкості руху виконавчих органів (рух подачі металорізального верстата), підтримування із заданою точністю швидкості виконавчого органа (металорізальні верстати), точної зупинки (підйомно-транспортні машини), регулювання струму і моменту двигуна (екскаватори), натягання оброблюваного матеріалу (механізми виготовлення електричних проводів та кабелів, папероробні й ткацькі машини).

Одна з основних функцій електропривода — функція керування, завдяки якій електропривод не тільки повинен призвести до руху механізм, але й керувати цим рухом згідно з технологією. Координатами електропривода є струм, момент, швидкість переміщення, прискорення тощо. Технологічні вимоги до керування координатами можуть бути різними. Основні завдання керування координатами зводяться до:

забезпечення заданого значення координати на сталому рівні в умовах дії збурень (завдання стабілізації координати);

зміна координати за попередньо заданим, у тому числі й оптимальним, законом (програмне керування);

зміна параметра, що контролюється, в умовах, коли задані значення параметра довільно змінюються (слідкуючий електропривод);

обмеження координати на максимально допустимому рівні.

Усі можливі способи керування координатами електропривода зводяться до двох груп: параметричне керування у розімкнутих системах та автоматичне керування у замкнутих системах.

Параметричне керування — зміна координати електропривода за рахунок будь-якого параметра, від якого залежить механічна характеристика двигуна. Якщо для кожного етапу роботи електропривода вибрати відповідні характеристики, то можна цілком задовільно змінювати його координати. Наприклад, зменшуючи опір силового кола двигуна з підвищенням його швидкості, можна мати приблизно сталий момент двигуна під час пуску. Параметричне керування просте, і це визначає його широке застосування в електроприводах із невисокими вимогами щодо зміни координат. Недоліком цього способу керування є низька точність.

Автоматичне керування — керування координатою електропривода у замкнутих системах із використанням зворотних зв'язків (за швидкістю, струмом, е.р.с, напругою тощо). Зворотні зв'язки разом із заданим сигналом дозволяють сформувати статичні та динамічні характеристики електроприводів відповідно до технологічних вимог.

Для реалізації вказаних способів керування електроприводи повинні бути доповнені керуючим пристроєм. При параметричному керуванні керуючим пристроєм є релейно-контакторна схема керування, а при автоматичному — керований перетворювач із регулювальними пристроями та елементами зворотних зв'язків.

Важливою функцією електропривода є забезпечення захистом, блокуванням та сигналізацією технологічного устаткування при його роботі. Для цього в електроприводі є елементи та пристрої, які запобігають реалізації неправильних операцій щодо керування або зв'язаних із помилковими діями оператора, зупиняють механізм при виникненні аварійних ситуацій.