Электроприводы промышленных роботов, страница 5

Передаточная функция двухфазного АД относительно часто­ты вращения выражается апериодическим звеном

Технические характеристики АД представлены в табл. 4.3.

Вентильные двигатели (ВД) представляют собой электропривод с синхронным двигателем и инвертором, управление ко­торым зависит от угла поворота ротора двигателя. Частота вра­щения двигателя М осуществляется блоком управления БУ по сигналу с датчика угла поворота Д [17] .

Синхронный двигатель (СД) — это двигатель переменного тока, угловую скорость которого определяет частота питающей сети. Обмотка статора выполняется трехфазной, двухфазной или однофазной. Ротор СД может быть с возбуждением от явно по­люсных электромагнитов, субсинхронным, синхронным, с катя­щимся (волновым) ротором [5, 24].

Вращение СД вызывается взаимодействием поля ротораивращающегося поля статора. Если угловые скорости полей и число пар полюсов на статоре и роторе равны, то между разно­именными полюсами статора и ротора возникает электромагнит­ное притяжение, которое вызывает электромагнитный синхрон­ный момент. Бели угловая скорость не равна синхронной, то син­хронный момент близок к нулю. Поэтому СД имеют дополни­тельную пусковую короткозамкнутую обмотку, с помощью кото­рой ротор разгоняется до скорости и входит в режим синхрониза­ции. Частота вращения ротора равна n_с = n_дв = 60/, где  — частота питающей сети, -число пар полюсов. Следователь­но, регулирование частоты вращения п_да наиболее рационально вести изменением частоты питающего напряжения.

В электроприводах с высоким моментом инерции приводного механизма требуется плавно менять частоту напряжения, пита­ющего СД, чтобы он не выходил из синхронного режима. Это сложно реализовать, поэтому целесообразно применять частот­ное регулирование с самосинхронизацией.

На рис. 4.9,а представлена схема питания ВД от тиристор­ного преобразователя частоты с инвертором напряжения. Тиристорный преобразователь формирует трехфазное напряжение ме­няющейся частоты, которое питает обмотки статора двигателя (А, В, С). Тиристоры Т1-ТЗ подводят положительное, а тиристоры Т4-Т6 — отрицательное напряжения в фазам А, В, С.

Параллельно тиристорам Т1-Т6 в обратном направлении включены диоды Д1-Д6, через которые пройдет реактивная составляющая тока статора. С помощью контуров Ll-Cl, L2-C2 и вспомогательных тиристоров производится закрытие тиристоров Т1-Т6.

Рис. 4.9. Схемы питания вентильного двигателя ВД от тиристорного преобра­зователя частоты: а — с инвертором напряжения; б — с тиристорным выпря­мителем

Для уменьшения влияния высших гармоник в питающем на­пряжении в двигатель включают мощную демпферную обмотку.

    Выходное напряжение инвертора не зависит от режима, по­этому управление обеспечивается при постоянном угле нагрузки т. е. угле между потоком возбуждения и суммарным магнит­ным потоком, сцепленным с каждой из фаз [15]. Он определяется по положению оси полюсов ротора датчиком. При питании ВД от сети переменного трехфазного тока возможно применение преоб­разователя частоты с тиристорным выпрямителем (рис. 4.9,6). Положительный полупериод выходного тока формирует пре­образователь Пр1, отрицательный — Пр2 для фазы А. Анало­гично работают преобразователи ПрЗ, Пр4, Пр5, Пр6, питающие соответственно фазы В и С.

Возбуждение двигателя производится преобразователем Пр7. Частота выходного напряжения может изменяться от 0 до 16 Гц. Использование ВД позволяет реализовать бесщеточное возбуж­дение [15, 21, 5], что позволяет увеличивать частоту вращения до 4000-600 мин^-1 и повышать надежность двигателя. Рассмот­ренные ВД имеют улучшенные массогабаритные характеристики, снижена инерционность, повышены точность позиционирования, надежность.