Теория по электроприводу

-

Введение
В современном промышленном производстве для приведения в движение исполнительных механизмов рабочих машин (валков прокатного стана, поршня насоса, кабины лифта, шпинделя токарного станка и т. п.) чаще всего используется электрический двигатель, который в совокупности с различными устройствами управления, механической передачей и исполнительным устройством называют электрическим приводом или электроприводом. Более половины всей вырабатываемой электрической энергии в настоящее время потребляется электроприводом. Электроприводы выполняют на мощности от милли до мега ватт. Области их применения разнообразны. Назначение электропривода определяет уровень его сложности, состав, конструктивные особенности и прочие характеристики. Например, электропривод современных наручных кварцевых часов можно отнести к миниатюрным устройствам, тогда как электропривод крупного прокат ного стана или створок шлюза мощностью в coтни киловатт имеет значительные размеры и располагается в специально оборудован ном для него помещении. Однако электроприводы различаются не только мощностью и габаритами. Иногда можно встретить электропривод, в котором, например, трудно выделить электродвигатель как отдельную конструктивную единицу. Так, в робототехнике получила широкое развитие тенденция к конструктивной интеграции элементов электропривода с исполнительным механизмом (колонна робота является частью двигателя и т. п.). Для того чтобы научиться правильно ориентироваться в этом многообразии, необходимо определить то общее, что присуще всем электроприводам независимо от их назначения и технической реализации. Очевидно, что общим для всех типов электроприводов является преобразование электрической энергии в механическую. Это преобразование выполняется электрическим двигателем, который называют электромеханическим преобразователем энергии. С одной стороны, электромеханический преобразователь энергии имеет электрический вход и механический выход, с другой, как мы увидим далее, — в электроприводе часто осуществляется и обратное преобразование механической энергии в электрическую. В этом случае, конечно, вход и выход в электромеханическом пре образователе энергии меняются местами. Современный электропривод можно рассматривать как электромеханическую систему, в которой электрические и механические элементы находятся в тесном взаимодействии и важнейшим свойством которой является управляемость, необходимая для реализации целенаправленного протекания обеспечиваемого им технологического процесса. Основная задача управления электроприводом — обеспечение с его помощью движения рабочей машины или отдельных ее элементов. Управление движением может быть ручным или автоматическим. Ручное управление производит оператор (человек), который с помощью командного устройства осуществляет управление движением. Автоматическое управление реализуется без непосредственного участия человека, он только дает команду начала процесса управления. Иногда и эту команду выполняет автоматическое устройство. Автоматическое управление в электроприводе осуществляется, как правило, в замкнутых структурах — управляющее воздействие формируется с учетом фактического значения регулируемой величины. По степени управляемости электропривод бывает:
• нерегулируемый — одна рабочая скорость;
• регулируемый — параметры привода изменяются от управ ляющего устройства;
• программноуправляемый — управление в соответствии с за данной программой;
• следящий — автоматически отрабатывает перемещение ис полнительного органа с определенной точностью в соответствии с произвольно меняющимся задающим сигналом;
• адаптивный — автоматически изменяющий структуру и па раметры системы управления при изменении условий работы машины для выработки оптимального режима.
Общая структура электропривода показана на рисунке.

-