Электроприводы, в которых происходит управление процессами пуска и торможения (то есть в переходных режимах)

Целями управления процессами пуска и торможениямогут, например, являться:

1)Минимизация времени пуска и торможения.

Время этих процессов будет тем меньше, чем больше будет угловое ускорение, то есть скорость изменения скорости - ее нарастания или спада.

Угловое ускорение будет тем выше, чем больше динамический момент с плюсом (при пуске) или с минусом (при торможении).

На величину этого момента, связанного в первую очередь с током, и направлено управление.

2)Ограничение электромагнитного момента, тока и ускорений при пуске и торможении.

Как правило, именно при пуске и торможении значение момента и токов максимальное. Чтобы не проектировать электродвигатель и преобразователь под эти большие токи, не действующие в номинальном режиме, их ограничивают.

Рис. 8.4. Механическая характеристика (естественная и искусственная)

Пример вида механических характеристик для ДПТ с независимым возбуждением приведен на рис.8.4: 1-2 – естественная механическая характеристика; 1-5-6 – искусственная механическая характеристика, полученная при ограничении токов и момента.

При этом ограничиваются токовые нагрузки на обмотку и полупроводниковые элементы.

Типичная функциональная схема ЭП с таким управлением приведена на рис.8.5.

Рис. 8.5. Функциональная схема ЭМС электропривода с осуществлением оптимальных процессов пуска, торможения и реверсирования

ЭМП питается от сети через управляемый преобразователь электрической энергии (П).

Преобразователь П выполняет две задачи:

- преобразует электроэнергию источника к виду, требующемуся для двигателя;

- изменяет параметры этой электроэнергии, например: значение напряжения, частоты и т.д. (задача управляемого П).

Изменение параметров электроэнергии осуществляется по сигналам от управляющего элемента (УЭ) U _у.п.

В данном случае сигнал управления формируется, исходя из сравнения напряжения U _о.с.м, соответствующего текущему значению момента, и напряжения, соответствующего U _з.сзаданному значению момента.

Информация о текущем значении момента снимается датчиком момента (ДМ). В качестве датчика момента в двигателе, в котором момент пропорционален току, может выступать датчик тока.

Цепь, связывающая выход двигателя с управляющим устройством, представляет собой обратную связь по моменту. В данном случае она действует только в переходных режимах (при пуске и торможении)

В итоге на фазы двигателя подается такое напряжение, при котором ЭМП обеспечивает необходимое изменение момента двигателя во времени.

Пример реализации задачи ограничения тока (момента) (рис.8.6). Здесь: роль УЭ выполняет блок суммирования, а роль преобразователя – блок УП (управляемого преобразователя). В качестведатчикатока используется сопротивление R ос, падениенапряжениянакотором (IR ос) пропорциональнотокуякоря I. Сигналотрицательной обратнойсвязипотоку (U ос=α I, гдеα–коэффициентобратнойсвязипотоку) сравниваетсясзаданным U з. Результирующий сигнал определит такой сигнал управления ключами управляемого преобразователя УП, при котором ток не будет превышать предельное значение I пред.

Рис. 8.6. Функциональная схема ЭМС электропривода