Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Шахтинский институт (филиал) ЮРГТУ (НПИ)

Кафедра электрификации и автоматизации производства

СТАШИНОВ Ю. П.

Курс лекций

по дисциплине “ Системы управления электроприводов”

Шахты, 2009

Введение. Классификация суэп

Предметом курса является решение следующих основных задач:

‑изучение принципов построения СУЭП и типовых схемных решений;

‑анализ (исследование поведения) автоматизированных электроприводов в различных режимах работы;

‑синтез (проектирование) автоматизированных электроприводов с заданными свойствами.

Электроприводом называют электромашинную систему, осуществляющую регулируемое преобразование электрической энергии в механическую энергию перемещения рабочих органов машин и установок.

Электроприводы потребляют около 2/3 всей производимой электроэнергии и являются основным средством автоматизации промышленных объектов. Поэтому управление этими объектами сводится в первую очередь к управлению электроприводами.

Управление электроприводом может быть ручным, полуавтоматическим и автоматическим (без непосредственного участия человека).

Автоматическое управление электроприводами:

‑ повышает производительность труда;

‑ снижает стоимость и улучшает качество продукции;

‑ улучшает условия труда;

‑ способствует повышению квалификации и интеллектуального уровня обслуживающего персонала.

Управление электроприводом осуществляется совокупностью технических средств, образующих устройство управления (УУ), которое совместно с управляемым объектом УО (в данном случае электродвигателем или несколькими электродвигателями) образует СУЭП.

Укрупнено СУЭП можно классифицировать по следующим признакам:

• По виду алгоритма управления:

а) разомкнутые (по жесткой программе и по возмущению);

б) замкнутые (по отклонению, комбинированные);

в) адаптивные (с приспособлением к изменяющимся условиям работы).

• По характеру изменения воздействий:

а) непрерывные;

б) дискретные (импульсные, релейные, цифровые).

• По виду уравнений динамики

а) линейные;

б) нелинейные

• По элементной базе:

а) релейно-контактные;

б) бесконтактные (с электромашинными, магнитными и полупроводниковыми преобразователями).

• по выполняемым функциям:

а) СУЭП, обеспечивающие автоматический разгон, торможение, реверсирование, поддержание заданной частоты вращения (скорости) с невысокой точностью.

При глубине регулирования скорости D=_max_min 6 для этих целей применяют обычно разомкнутые дискретные СУЭП, выполненные на релейно-контактных элементах. Такие системы применяют для управления металлорежущими станками, вентиляторами, насосами, компрессорами, подъемно-транспортными и другими установками;

б) системы стабилизации, автоматически поддерживающие заданное значение какой-либо физической величины (скорости, тока и т.д.) с большой точностью, как в статике, так и переходных режимах.

Эта функция реализуется обычно с применением замкнутых САУ по отклонению (САР). Примерами могут служить САР нагрузки выемочных и проходческих машин.

в) системы программного управления машинами и механизмами.

СУЭП в этом случае должны обеспечивать автоматический запуск, торможение, остановку, реверсирование, работу с заданными скоростями. Такие системы управления могут выполняться на комбинации релейно-контактных и бесконтактных элементов, с использованием разомкнутого и замкнутого принципов управления. Применяются, например, в металлорежущих станках, прокатных станах, автоматических линиях.

г) следящие СУЭП, осуществляющие слежение за вводимыми в систему произвольно изменяющимися сигналами.

Примером может служить электропривод антенны, следящей за перемещением маневрирующей цепи.

д) системы, обеспечивающие автоматический выбор целесообразных режимов работы.

Такие СУЭП работают по принципу адаптации (приспособления к резко изменяющимся условиям функционирования) и называется адаптивными.

В адаптивных САУ автоматически изменяются структура УУ и/или алгоритм управления с целью достижения наилучших в каком-либо смысле показателей работы.

Разновидностью адаптивных СУЭП являются оптимальные системы управления, обеспечивающие достижение экстремального (минимального или максимального) значения некоторого критерия (например, максимальной скорости бурения, минимального расхода топлива на транспортном средстве и др.). В состав таких систем обычно входят вычислительные микропроцессорные средства.

е) системы, обеспечивающие автоматическое управление комплексами машин и механизмов, объединенных общим технологическим процессом; составляет основу комплексной автоматизации технологических процессов.

При решении этой наиболее сложной задачи могут использоваться электроприводы, выполняющие все выше рассмотренные функции.

Во всех рассмотренных вариантах СУЭП на них возлагается ряд дополнительных функций, таких, например, как:

- блокировки, обеспечивающие необходимую последовательность операций;

- защиты от аварийных режимов работы;

- диагностика и сигнализация о ходе производственного процесса.