1. Понятие и классификация элементов.

Высокие требования к производительности различных механизмов и качеству изготавливаемых изделий могут быть обеспечены только на основе автоматизации промышленных электроприводов.

Успех автоматизации зависит в значительной мере от технических средств её реализации, т.е. от свойств отдельных элементов, совокупность которых образует автоматизированный электропривод.

Под термином «элемент» системы автоматики понимают устройство, входящее в состав автоматизированной СУ, как конструктивная или техническая единица, выполняющая определенную функцию управления.

Элемент – это не математическая модель, а реальное конструктивно оформленное техническое устройство. Элемент относительно прост лишь по внешним свойствам, а по внутренним процессам, принципу действия и устройству, он может представлять собой весьма сложную физическую систему.

Элементы по энергетическому признаку можно подразделить на две группы:

• силовые элементы, через которые основной поток энергии проходит, преобразуется ими, и подводиться к конечному объекту управления – рабочему органу;

• управляющие элементы, которые вырабатывают, преобразуют и подводят сигналы управления силовыми элементами, через которые реализуется управление энергетическим потоком. Эти элементы составляют информационную часть электропривода.

К силовым элементам относятся управляемые преобразователи, подводящие электроэнергию к двигателю, сами двигатели, механические преобразовательные элементы, рабочие органы производственных механизмов. Основным силовым элементом является двигатель.

Управляемый преобразователь, как силовой элемент объединяет в своем понятии большое разнообразие преобразователей.

По функциональному признаку их можно подразделить на три категории: преобразователи напряжения (источники напряжения), преобразователи тока (источники тока), преобразователи частоты.

В зависимости от вида преобразования энергии можно выделить преобразователи: электромеханические – генераторы постоянного и переменного тока, электромагнитные –магнитные усилители и индуктивно-емкостные источники тока, электрические –полупроводниковые преобразователи.

Полупроводниковые преобразователи составляют наиболее многочисленную современную группу преобразователей:

• тиристорные преобразователи переменного тока в постоянный ток;

• транзисторные преобразователи постоянного тока с широтно-импульсной модуляцией;

• тиристорные и транзисторные преобразователи частоты с автономными инверторами и непосредственной связью с сетью.

Управляющие элементы по сравнению с силовыми характеризуются большим разнообразием и большей быстротой развития, в особенности применительно к элементам, построенных на базе микроэлектроники.

В зависимости от места в структуре АЭП управляющие элементы можно разделить на две группы:

• элементы, формирующие задание на движение и определяющие статические и динамические свойства АЭП. Эти элементы образуют систему управления электроприводом;

• элементы, формирующие свойства силового элемента.

В курсе рассмотрим элементы первой группы, которые по функциональному признаку можно подразделить на следующие подгруппы:

• элементы задающего устройства, которые вырабатывают сигналы, формирующие технологическую программу работы АЭП;

• регуляторы, которые выполняют преобразование сигнала, необходимое для регулирования соответствующей координаты электропривода;

• датчики, которые преобразуют контролируемую координату в электрический сигнал, используемый как сигнал обратной связи;

• согласующие элементы, которые согласуют входные и выходные координаты соединяемых управляющих элементов по техническим характеристикам: роду тока, типу и уровню сигнала, сопротивлениям и т.п.