Электроприводом называют устройство, состоящее из электродвигателя Д, передаточного устройства ПУ, силового преобразователя П и управляющего устройства УУ.

МОДУЛЬ 1.ОСНОВЫ ТЕОРИИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА

ВВЕДЕНИЕ. ПОНЯТИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДА. КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА

Карл Маркс в своей работе «Капитал» писал, что всякая развитая совокупность машин состоит из трех существенно различных частей: машины двигателя, передаточного механизма и, наконец, машины-орудия, или рабочей машины. Первая и вторая части машинного устройства служат для приведения в движение исполнительных органов рабочей машины и объединяются под общим названием привод. Ручной и конный приводы, приводы от ветряной мельницы и водяного колеса, паровая турбина и двигатель внутреннего сгорания — это этапы его развития до наиболее совершенной современной формы —автоматизированного электропривода.

В электродвигателе в завсимости от предъявляемых к нему требований используют двигатели постоянного тока независимого, параллельного, последовательного или смешанного возбуждения, асинхронные, шаговые и т. д. Основной задачей электродвигателя в приводе является преобразование электроэнергии источника питания ИП (в частности, сети) в механическую энергию вращающегося вала (вращающийся двигатель) или в энергию линейно перемещающихся масс (линейный двигатель). Иными словами, двигатель должен развивать движущие усилия: движущий момент или движущую механическую силу, передаваемую рабочему механизму РМ.

В некоторых случаях электродвигатель осуществляет обратное преобразование: механическую энергию вращения или линейного перемещения, поступающую от рабочего механизма, в электрическую. В этом случае двигатель создает тормозной момент.

В современном электроприводе двигатель приводит в движение РМ через передаточное устройство, понижающее частоту вращения (редукторы, клиноременные передачи и т. д.) либо повышающее, либо изменяющее вид движения (зубчато-реечные, кри-вошипно-шатунные и т. д.). В некоторых приводах электродвигатель непосредственно соединен с рабочим механизмом.

Важным элементом электропривода является силовой преобразователь, необходимость в котором вызвана следующими причинами. Во-первых, электроприводы, используемые в настоящее время, должны обладать свойством изменения частоты вращения. Как правило, этого добиваются регулированием напряжения и частоты энергии, потребляемой двигателем. В то же время указанные параметры элеетроэнергии источников питания являются неизменными. Во-вторых, для работы двигателя постоянного тока необходимо подавать на его обмотки постоянное напряжение, а промышленная сеть имеет переменное напряжение. Поэтому для ее использования в качестве источника питания необходимо преобразовывать напряжение одного вида в другой. Для регулирования напряжения и частоты, а также для преобразования другой используют преобразователи. В электроприводах большой мощности применяют электромашинные преобразователи. В последнее время с развитием сильноточной полупроводниковой электроники все большее распространение получают транзисторные и тиристорные преобразователи.

В современном производстве эксплуатируют огромное количество разнообразных производственных механизмов. Основная задача этих устройств — осуществление того или иного технологического процесса.

Управляющее устройство электропривода служит для управления преобразованием электроэнергии в механическую и обеспечения необходимого качества технологического процесса.

Как следует из рис. 1, управление совершается воздействием на П и Д управляющих сигналов, выработанных УУ. Управляющий сигнал может формироваться с учетом только задающего сигнала U₃ либо U₃ и сигналов, поступающих от других элементов привода. Так, на рис. 1 показан частный случай, когда на УУ поступают сигналы только от РМ. В первом случае привод является разомкнутым, во втором — замкнутым, называемым автоматизированным электроприводом. Связи, обеспечивающие поступление сигналов на УУ от других элементов, называются обратными связями. Так как технологические процессы современного производства сложны, а требования к технологической дисциплине постоянно возрастают возникает необходимость широкого
использования достижений современной науки и техники при создании УУ. В настоящее время применяют полупроводниковые устройства управляющие вычислительные машины, микропроцессоры.

Электроприводы в зависимости от их признаков делят на классы. Причем в каждый класс входят только те приводы, которые обладают тем или иным общим признаком, например, классификация в зависимости от применяемого двигателя, вида силового преобразователя или вида движения и т. д. Рассмотрим, на какие классы можно разбить приводы по видам регулирования.

Нерегулируемыми называют приводы, которые приводят в движение рабочие механизмы с одной и той же скоростью, т. е обеспечивающие простейшие операции (пуск, останов, иногда реверсирование двигателя). При этом в установившемся режиме частота вращения определяется естественной механической характеристикой и моментом статической нагрузки.

Регулируемыми называют приводы, в которых частота вращения двигателя способна изменяться под воздействием сигнала управления.

Следящими называют приводы, способные обеспечивать автоматическое преобразование любого не заданного заранее входного сигнала в движение производственного механизма. При этом входным сигналом может быть угол поворота какого-либо входного вала, в результате чего выходной вал производственного механизма должен повторять его движение.

Программно-управляемыми приводами называют приводы, у которых линейное или вращательное перемещение осуществляется по заданной программе. Программа представляет собой последовательность траекторий (или законов) движения производственного механизма, воспроизводимых приводом. Носителем программы могут служить копиры, перфоленты, магнитные ленты.

Адаптивными называют приводы. способные осуществлять автоматический выбор наилучшего режима двигаетял посредством изменения структуры и параметров системы управления.