3.3. Регулирование положения

Для обеспечения выполнения ряда технологических процессов требуется перемещение исполнительных органов рабочих машин и механизмов в заданную точку пространства или плоскости и их установка там (фиксирование) с заданной точностью. (Например, роботы и манипуляторы, подъемно-транспортные механизмы, кла­паны, задвижки, механизмы подач станков и ряд других). Переме­щение исполнительного органа из одной точки плоскости или про­странства (позиции) в другую называется позиционированием и обеспечивается соответствующим регулированием положения вала двигателя.

Электроприводы, предназначенные для регулирования положения исполнительного органа рабочей машины, называются позиционными.

В зависимости от конкретных требований возможны четыре следующих варианта автоматического регулирования положения:

- точное позиционирование ЭП в заданных точках пути по дискретным сигналам путевых датчиков (точный останов ЭП).

- непрерывное автоматическое регулирование положения по отклонению в целях осуществления дозированных перемещений;

- непрерывное регулирование положения по отклонению по заданной программе (программно-управляемый позиционный ЭП);

- непрерывное автоматическое регулирование положения по отклонению при произвольно изменяющемся сигнале задания (позиционный следящий ЭП).

В тех случаях, когда позиционирование обеспечивается с помощью путевых или конечных выключателей, их устанавливают в за­данных позициях и при подходе к ним исполнительного органа про­изводят отключение ЭП. Исполнительный орган тормозится и с не­которой точностью останавливается.

При необходимости обеспечения высокой точности позицио­нирования формируется оптимальный (или близкий к нему) гра­фик 3 движения ЭП φ(t) (рис. 18). Такой типовой график движения состоит из трех участков – разго­на, движения с установившейся ско­ростью и торможения, и предусмат­ривает формирование графиков 1 и 2 соответственно момента двигателя M(t) и его скорости Ω(t).

Отметим, что при небольших перемещениях учас­ток установившегося движения может отсутствовать. Точное позиционирование реали­зуется, как правило, в

замкнутой си­стеме «преобразователь - двига­тель».

Рис.18. Оптимальный график движения ЭП при регулировании положения ИО

Вопросы для самоконтроля

1. Дайте пояснение термину «координаты электропривода».

2. Дайте определение показателям, характеризующим количественную оценку способов регулирования скорости вращения:

– диапазон регулирования;

– плавность регулирования;

– стабильность скорости;

– экономичность регулирования скорости.

3. Поясните способы регулирования момента двигателя и тока якоря.

4.Перечислите возможные варианты реализации автоматического регулирования положения исполнительного органа рабочей машины.

4. Электроприводы с двигателями постоянного тока

В ЭП используются двигатели постоянного тока независимого (ДПТ НВ), последовательного (ДПТ ПВ) и смешанного (ДПТ СВ) возбуждения, а также двигатели с возбуждением от постоянных маг­нитов, которые по своим характеристикам близки к ДПТ НВ [1].

Электроприводы с ДПТ НВ являлись до недавнего времени ос­новным видом регулируемого ЭП. Созданные на базе системы «уп­равляемый выпрямитель –двигатель» (УВ – Д) замкнутые ЭП обес­печивают регулирование координат движения исполнительных ор­ганов рабочих машин и механизмов во всех режимах работы с вы­сокими показателями качества.

Электротехническая промышленность выпускает двигатели по­стоянного тока основной общепромышленной серии 2П в диапазо­не мощностей от 0,13 до 200 кВт различного конструктивного ис­полнения и с разными способами вентиляции, предназначенные в первую очередь для работы в регулируемых ЭП. В частности, эти двигатели имеют встроенный датчик скорости – тахогенератор и ориентированы на питание от тиристорных преобразователей.

Усовершенствование двигателей постоянного тока привело к раз­работке новой серии 4П, рассчитанной на напряжения 110 и 220 В, со скоростями вращения от 750 до 3000 об/мин и номинальными моментами от 2 до 15 000 Нм с улучшенными удельными энергети­ческими показателями, динамическими и виброакустическими свой­ствами. Кроме того, трудоемкость их изготовления по сравнению с серией 2П снижена в 2,5 – 3 раза при уменьшении расхода меди на 25 – 30%.

Для ЭП ряда рабочих машин и механизмов выпускаются специ­ализированные серии ДПТ НВ. Для ЭП металлорежущих станков помимо серий 2П и 4П применяются двигатели серий ПБСТ и ПГТ (с гладким якорем), а также высокомоментные двигатели серий ПБВ, ДК1 и ДК2 с возбуждением от постоянных магнитов.

Для крановых механизмов выпускаются двигатели серии Д с не­зависимым и последовательным возбуждением, исполнение кото­рых максимально учитывает условия их работы и предъявляемые к ним требования. Для краново-металлургических ЭП применяются также двигатели с независимым, последовательным и смешанным возбуждением серий ДП.

Специализированные серии ДПТ выпускаются и для металлур­гического производства (например, прокатные двигатели серий НП и ПП), текстильной промышленности и ряда других отраслей на­родного хозяйства.

В табл. 26…29 приведены параметры двигателей постоянного тока, которые находят широкое применение в современных электроприводах систем автоматики.