Введение

Автоматизированный электропривод (АЭП) представляет со­бой электромеханическую систему, состоящую из автоматическо­го управляющего устройства (АУУ), преобразователя мощности, передаточного устройства и электродвигателя, предназначенных для приведения в движение исполнительных органов рабочей ма­шины и управления этим движением. Структурная схема такого электропривода приведена на рисунке 1.1. Электродвигатель и рабо­чая машина представляют собой объект управления.

АУУ — автоматическое управляющее устройство; Пр — преобразователь;

М — электродвигатель; РМ — рабочий механизм; ОУ — объект управления;

1-3 — обратные связи

Рисунок 1.1 - Структурная схема автоматизированного электропривода

В автоматическое управляющее устройство, структурная схема которого дана на рисунке 1.2, входят задающее устройство (ЗУ), кор­ректирующая часть (КЧ), выполняющая функции управляющего и формирующего устройств, и промежуточный усилитель (ПУ).

Рисунок 1.2 - Структурная схема автоматического управляющего устройства

Система автоматического управления электроприводом (САУЭП) состоит из автоматического управляющего устройства и преобразователя, которые воздействуют на объект управления.

Выходными параметрами электропривода являются: скорость, ускорение, угол поворота, момент, мощность. В процессе управ­ления эти величины могут регулироваться по определенному за­кону либо стабилизироваться.

Основные функции САУЭП сводятся к управлению процесса­ми пуска, торможения и реверса электродвигателя, стабилизации координат электропривода, выполнению слежения за изменяю­щимися параметрами, программному и адаптивному управле­нию, защите электрических цепей, обеспечению заданной по­следовательности операций с отдельными элементами и узлами.

Раздел 1 Разомкнутые системы автоматического управления электроприводами

Тема 1.1 Общие вопросы управления электроприводами

Пуск любого двигателя сопровождается определенными пе­реключениями в силовой цепи и цепи управления. При этом ис­пользуются релейно-контакторные и бесконтактные аппараты. Для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором пуск чаще всего сводится к прямому включению двигателя на полное напряжение сети. Мощные асинхронные и синхронные двигате­ли включаются на пониженное напряжение, а по окончании пуска статор двигателя включается на полное напряжение сети. Для асинхронных двигателей с фазным ротором и двигателей по­стоянного тока в целях ограничения пусковых токов в цепи ро­торов и якорей двигателей включаются пусковые резисторы, ко­торые при разгоне двигателей по ступеням выключаются. Когда пуск закончится, пусковые резисторы полностью шунтируются. Процесс торможения двигателей также может быть автоматизирован. После команды на торможение с помощью релейно-контакторной аппаратуры осуществляются необходимые переклю­чения в силовых цепях. При подходе к скорости, близкой к нулю, двигатель отключается от сети. В процессе пуска выключение ступеней происходит через определенные интервалы времени либо в зависимости от других параметров; при этом изменяются ток и скорость двигателя.

Управление пуском двигателя осуществляется в функции ЭДС (или скорости), тока, времени и пути.

Принципы управления отличаются друг от друга, имеют свои достоинства и недостатки. Их надо оценивать:

1)с точки зрения реализации схемы, ее эксплуатации,

2)с точки зрения качества управления при изменение параметров системы.

Пуск двигателя постоянного тока параллельного или незави­симого возбуждения осуществляется с резистором, введенным в цепь якоря. Резистор необходим для ограничения пускового тока. По мере разгона двигателя пусковой резистор по ступеням выводится. Когда пуск закончится, резистор будет полностью зашунтирован, и двигатель перейдет работать на естественную ме­ханическую характеристику (рис. 1.3). При пуске двигатель раз­гоняется по искусственной характеристике 1, затем 2, а после шунтирования резистора — по естественной характеристике 3.

Управление по принципу времени.

Оно осуществляется с помощью аппаратов, контролирующих время, т. е. реле времени, настраиваемых на отсчет заданных выдержек времени. Каждое реле включает или отключает отдельный контактор, который закорачивает главным контактом или вводит нужную ступень пускового или тормозного сопротивления.

Схемы управления по принципу времени достаточно просты, могут использоваться однотипные реле времени, которые предусматривают настройку выдержки. Однако реле времени сложнее обычных реле, менее надежны, дороже, имеют большие габариты.

Управление по принципу скорости.

Оно производится с помощью реле, контролирующих угловую скорость двигателя непосредственно или косвенно. По достижении заданного значения скорости соответствующее реле выдает команду на включение контактора ускорения. При косвенном управлении используются величины, пропорциональные угловой скорости двигателя (для ДПТ – через амплитуду ЭДС якоря E=Cω; для АД с фазным ротором – через амплитуду ЭДС и частоту тока ротора).

С точки зрения реализации схемы управление по принципу скорости наиболее выгодны, т. к. используются обычно дешевые электрические аппараты. Однако разгон привода при этом принципе происходит медленнее.