Управление сводная характеристика, позволяющая показать, какими методами можно управлять представленным электроприводом. Чем больше возможностей управления есть у привода, тем более гибкую систему на его основе можно создать.
Пиковый момент, время выдержки момента величины, характеризующие перегрузочную способность электропривода. Обычно транзисторы звена инвертора выбираются с некоторым запасом по возможности пропускать через себя номинальный ток двигателя. Таким образом, при протекании тока выше номинального (например, 120% от номинального) транзисторы будут сильнее перегреваться без ущерба для себя. Время этого нештатного режима работы регламентируется и контролируется системой управления, что позволяет в короткие моменты получать повышенный момент на валу двигателя без ущерба для всей системы в целом.
Номинальная частота вращения, номинальный момент величины, характеризующие, какова будет частота вращения двигателя (без учета скольжения) и момент на валу при приложении к обмоткам номинального напряжения на номинальной частоте (обычно рассчитывается для напряжения 220/380 В в зависимости от двигателя и частоты 50 Гц).
Регулировочный диапазон (диапазон регулирования, глубина регулирования) это специальная величина, характеризующая минимальную частоту вращения вала электродвигателя, на которой не будет наблюдаться пульсаций частоты вращения ротора. Например, если диапазон регулирования 1:1000, это означает, что для двигателя с номинальной частотой вращения 3000 об/мин при настройке контуров управления будет реализована минимальная частота вращения 3 об/мин без пульсаций частоты вращения (без «дрожания» вала по частоте вращения). Также это значит, что при реализованной минимальной частоте вращения будет реализован номинальный момент на валу электродвигателя. Следует также отметить, что достижение еще более низких скоростей также возможно, однако в таком случае на валу двигателя будут наблюдаться пульсации скорости и момента. Еще одним важным положительным фактором цифрового управления является, что при его использовании возможна реализация нулевой частоты вращения с сохранением номинального момента на валу, что немаловажно для большинства современного оборудования.
Рассмотрим некоторые важные характеристики электроприводов.
Использование специальной математической модели для реализации ШИМ позволяет реализовывать в каждой из обмоток двигателя необходимое напряжение и ток, что в свою очередь позволят значительно расширить регулировочный диапазон.
Переменное напряжение, поступающее из сети, выпрямляется диодным мостом (звено выпрямителя) и поступает на несколько конденсаторов (звено постоянного тока), откуда в свою очередь через специальные биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT-транзисторы) поступает на обмотки двигателя (звено инвертора). Чтобы в обмотках тек синусоидальный ток, необходимо с помощью периодического открытия-закрытия соответствующих транзисторов создать в обмотках переменное напряжение, среднее значение которого будет равно синусоидальному напряжению необходимой амплитуды. Это делается с помощью так называемого широто-импульсного модулирования (ШИМ), то есть модулирования импульсов напряжения переменной скважности.
Управление такими машинами реализуется с помощью одной и той же схемы.
Понятно, что такое разнообразие двигателей повлекло за собой и разнообразие систем управления ими (собственно электроприводов), обусловленное прежде всего различными математическими моделями электродвигателей. Развитие микроэлектроники и расширение функциональных возможностей электроприводов привело к созданию универсального электропривода, способного управлять различными типами электродвигателей. Соответственно, для этих задач наиболее подходили машины одного типа машины переменного тока (асинхронные, синхронные и линейные).
4. Линейный (прямой) привод предназначен для реализации поступательного движения непосредственно рабочим органом электрической машины. Такая машина применяется в специфичных областях промышленности (печать, управление клапанами, производство микроэлектронных компонентов). Данный тип двигателей сочетает высокую динамику и точность, но имеет небольшой диапазон реализуемых мощностей и сложную конструкцию. Однако стоит отметить, что количество применений прямого привода увеличивается с каждым годом.
3. Синхронный двигатель. В частности, в промышленности широко используются мощные синхронные машины для привода больших вентиляторов или насосов, а для низкого диапазона мощности используются синхронные машины с постоянными магнитами на роторе. Эти машины обладают широким регулировочным диапазоном, стабильной характеристикой и большим моментом на валу, но требуют для управления применения цифровой электроники и мощной математики. В качестве минусов данной машины требуется отметить сложность и невысокую надежность ее конструкции и высокую стоимость.
2. Асинхронный двигатель. Он обладает более низкими регулировочными характеристиками (без учета более продвинутой электроники), но зато имеет чрезвычайно простую конструкцию и очень высокую надежность вкупе с широчайшим диапазоном реализуемых мощностей. Также следует отметить, что диапазон регулирования и регулировочные характеристики можно существенно улучшить за счет применения цифровой микроэлектроники и продвинутой математики.
1. Двигатель постоянного тока, обладающий высокими регулировочными характеристиками и большими реализуемыми моментами на валу. В качестве минусов данного двигателя можно указать сложность конструкции электрической машины и ее низкую надежность в связи с наличием коллекторного узла. Также конструктивной особенностью данной машины является невозможность поддержания момента на нулевой скорости.
Рассмотрим эти типы.
Со временем системы управления электроприводами стали более функциональными, надежными и быстродействующими, что в конце концов привело к созданию особого универсального комплектного электропривода, который может управлять различными типами электродвигателей.
Современная промышленность сегодня не может обойтись без широкого применения электроприводов в различных отраслях. Совершенствование и развитие электроприводов было обусловлено бурным развитием микроэлектроники и полупроводниковой техники в XX веке.
В статье рассмотрены основные характеристики электропривода как средства управления различными типами электродвигателей, применяемых в промышленности. Дается краткий обзор основных производителей электроприводов.
Современный электропривод - универсальное решение задачи управления
самое популярное
Современный электропривод - универсальное решение задачи управления Конструктор Машиностроитель
Комментариев нет:
Отправить комментарий