5. Регулирование угловой скорости электропривода

5.1. Определение понятия «регулирование»

Непрерывное повышение требований к технологическим процессам (ТП) неизбежно влечет за собой повышение требований к электроприводу, который приводит в движение рабочие механизмы, участвующие в ТП. В большинстве ТП требуется регулирование потока мощности для обеспечения необходимого качества технологии. Сюда относятся металлообрабатывающие станки, прокатные станы, подъемные и транспортные механизмы, различные механизмы бумажной, угольной, текстильной промышленности. Так, в металлорежущих станках скорость электропривода должна регулироваться в зависимости от рода обрабатываемого металла, качества резца, размеров изделия. В прокатных станах для каждого профиля имеются свои наиболее благоприятные параметры работы привода.

В лифтах регулирование скорости позволяет значительно повысить комфортность перемещения пассажиров. Скорость работы дымососов в котельной также определяется внешними параметрами (влажность, зольность, условия горения, требуемая производительность).

Регулированием скорости называется принудительное изменение скорости электропривода в зависимости от требований технологического процесса. Понятие регулирования скорости не следует смешивать с естественным изменением скорости, возникающим в электроприводах в силу изменения нагрузки на валу работающей машины. Регулирование скорости осуществляется дополнительным воздействием на приводной двигатель.

Наиболее эффективным с точки зрения затрат и возможностей является электрическое регулирование, которое сегодня доминирует над другими типами регулирования потока мощности к рабочему органу исполнительного механизма.

Кроме регулирования скорости от электропривода в общем случае также требуется обеспечить регулирование момента (тока) и положения. Задача регулирование координат электропривода решается при проектировании систем управления электроприводом (СУЭП).

Регулирование делят обычно на две группы: в разомкнутых системах и в замкнутых системах. Разомкнутые системы, как правило, не требуют датчиков обратных связей и сложных управляющих устройств (например, программируемые логические контроллеры). Недостатком разомкнутого регулирования является низкая точность поддержания регулируемой координаты, что часто не может обеспечить выполнение необходимых требований технологий производства.

В связи с непрерывным совершенствованием технологии и автоматизацией рабочих мест возрастают требования к точности и качеству регулирования. Поэтому область применения разомкнутых систем сужается, уступая место замкнутым системам регулирования. Введение обратных связей по координатам обеспечивает автоматическое регулирование координат, поэтому системы регулирования электропривода принято называть системами автоматического регулирования (САР). Иногда используется более широкий термин – системы автоматического управления (САУ).

В замкнутых системах различают два вида регулирования: по отклонению и по возмущению. Регулирование по возмущению предполагает компенсацию влияния возмущения на регулируемую координату с помощью положительной обратной связи. В электроприводе применяется первый тип регулирования – по отклонению. Использование положительных обратных связей часто приводит к возникновению явления неустойчивости, что делает систему неработоспособной, поэтому регулирование по возмущению в электроприводе не применяется.

Реализация регулирования требует введения в ЭМС дополнительных управляющих устройств. В разомкнутой системе вводятся контакторы, реле, резисторы, реакторы и п.т.

Для осуществления автоматического регулирования предусматриваются управляемые преобразователи и регуляторы, позволяющие автоматически под воздействием обратным связей изменять параметры системы. Наиболее широко используются электромашинные и вентильные управляемые преобразователи и соответствующие системы электропривода: система генератор – двигатель (Г-Д); система тиристорный (или транзисторный) преобразователь – двигатель (ТП-Д); система преобразователь частоты – асинхронный двигатель (ПЧ-АД).