Глава вторая

ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА

2.1. Понятие о регулировании координат электропривода

Для выявления того, каким образом электропривод обеспечивает требуемый характер движения различных исполнительных органов, обратимся к структуре механической части привода (рис. 2.1), которая включает в себя

двигатель ЭД,механическое передаточное устройствоМПУ аисполнительный органИО.Рассмотрим вначале/ наиболее распространенный случай, когда по условиям производственного процесса должна регулироваться линейная_и,оили угловая_и,оскорость исполнительного органа. Если и приводе использован наиболее распространенныйЭДвращательного движения, то его скоростьи скорости_и,ои_и,освязаны между собой соотношениями

,

где iилир‑ соответственно передаточное число или радиус приведенияМПУ.

Анализируя (2.1) можно назвать два возможных способа регулирования скорости ИО ():

1)применениеМПУ срегулируемым передаточным числомiили радиусом приведенияпри нерегулируемой скоростиЭД(i,=var;=const);

2)регулирование скорости двигателяпри неизменных параметрахМПУ(=var;i,=const).

Первый из названных способов, который обычно называют механическим, использовался на ранней стадии развития электропривода. Этот способ требует использования регулируемых передач (вариаторы и коробки скоростей),отличающихся громоздкостью, невысокой надежностью и сложностью автоматизации.

По мере развития электропривода вместо механического способа стал применяться второй, так называемый электрический способ, при котором функции регулирования движением исполнительного органа возлагаются на электродвигатель и его систему управления. Это позволяет резко улучшить технико-экономические показатели работы электроприводов и создать благоприятные условия для их автоматизации, в силу чего электрический способ управления движением исполнительного органа в настоящее время занял главенствующее положение. Отметим, что для ряда рабочих машин (например, для металлорежущих станков) применяется комбинированный способ регулирования скорости, сочетающий в себе оба названных способа.

По аналогии с регулированием скорости электрическим способом достигается регулирование линейного a_и,оили углового_и,оускорения и линейногоS_и,оили углового (_и,оположения исполнительного органа. Действительно, если‑ угловое ускорение, а‑ угловое положение вала двигателя, то справедливы соотношения

Из этих соотношений видно, что, изменяя (регулируя) угловое ускорение двигателя в и положение его вала при неизменных параметрах МПУ, можно осуществить регулирование соответствующих переменных движения исполнительного органа.

В теории электропривода механические, электрические и магнитные переменные, характеризующие работу двигателя, ‑ скорость, ускорение, положение вала, момент, ток, мощность, магнитный поток и т. д. ‑ часто называют координатами. Иногда их называют также регулируемыми величинами электропривода. Используя этот термин, можно сказать, что управление движением исполнительного органа электрическим способом осуществляется за счет регулирования координат (переменных) электродвигателя.

Существенно отметить, что регулирование координат электропривода должно осуществляться для управления как установившимся, так и неустановившимся движением исполнительного органа. Для пояснения этого положения обратимся к характерному примеру.

На рис. 2.2 показан типовой график движения (тахограмма) кабины пассажирского лифта между двумя соседними остановками. Этот график имеет пять участков. На Iучастке происходит разгон кабины до рабочей скорости движения_p, после чего наIIучастке имеет место установившееся движение кабины с этой скоростью. Для обеспечения точного останова кабины на участкеIIIпроисходит

торможение кабины до пониженной скорости движения _n. На участкеIVимеет место кратковременное движение со скоростью_nи затем на участкеV– полное торможение кабины. Как на участкеIразгона, так и на участкахIIIиVторможения ускорение кабины определяется условиями комфортности для пассажиров и должно быть строго определенным. Формирование именно такого графика движения кабины лифта на всех его участках является основной (хотя и не единственной) задачей электропривода, и решается она путем регулирования соответствующих координат электродвигателя. Пользуясь рассмотренным примером, отметим то важное обстоятельство, что часто электропривод должен обеспечить регулирование одновременно нескольких координат: скорости, ускорения и положения исполнительного органа.