Эффективное и экономичное использование машин переменного тока в регулируемом электроприводе неоспоримо при амплитудно-частотном и частотно-токовом управлении скоростью этих машин.
При амплитудно-частотном способе сигналы на входе привода задают частоту и напряжение питания двигателя с учетом параметров нагрузки и требований, предъявляемых к режимам работы и регулировочным характеристикам привода в целом. Таким образом, СУ приводом должна учитывать сигнал о параметрах нагрузки, зависящей в общем случае от углового положения вала двигателя и от времени, что значительно ее усложняет. Поэтому, в настоящее время нашли практическое применение приводы с частотным управлением, в которых учет параметров нагрузки либо не производится, либо производится приближенно.
К достоинствам систем частотного управления на базе СД и АД с преобразователем частоты с непосредственной связью (ПЧНС) следует отнести: возможность обеспечения любого заданного соотношения между напряжением и частотой; высокую перегрузочную способность; возможность возврата энергии в питающую сеть без усложнения схемы преобразователя; возможность получения выходного напряжения с малыми коэффициентами высших гармоник.
Одним из существенных недостатков является ограничение верхнего предела частоты выходного напряжения величиной порядка ½ частоты питающей сети, что ограничивает область применения АПУ сравнительно с тихоходными двигателями, имеющими худшие удельные характеристики. Существует обобщенная структурная схема САР частотного управления СД, которая содержит два контура регулирования: внутренний трехмерный контур регулирования потокосцепления статора и ротора и внешний контур регулирования скорости. Задание регулятором внутреннего контура формируется функциональным нелинейным преобразователем. Однако, эта САР обеспечивает высокую нагрузочную способность двигателя только при ограниченном темпе изменения момента, что препятствует обеспечению высокой динамической точности.
При частотно-токовом способе управления входному сигналу соответствует электромагнитный момент машины, т.е. это привод с управляемым моментом. В таком приводе момент не зависит от частоты вращения вала (механические характеристики идеально мягкие и в замкнутой САР не могут возникать режимы, при которых СД выпадает из синхронизма, а АД - опрокидывается). Это справедливо для любого характера изменения входного сигнала и нагрузки на валу. При ЧТУ по сравнению с АЧУ отпадает необходимость учитывать закон движения ротора машины, что значительно упрощает систему управления. Дальнейшее значительное упрощение схемы управления связано с переходом к формированию в соответствии с входным сигналом мгновенных значений токов в обмотках машины, а не напряжения. Таким образом, в обмотки машины задается ток, величина которого строго соответствует входному сигналу, а частота и фаза тока определяются соответственно частотой вращения и угловым положением ротора машины.
Как показывают результаты сравнения АЧУ и ЧТУ, более перспективным является использование для управления промышленными роботами систем ЧТУ, как обеспечивающий более простые и надежные схемы технической реализации и имеющие более высокие статические и динамические показатели.
Хорошие перспективы для применения в ПР имеют синхронные бесколлекторные электродвигатели с возбуждением от постоянных магнитов (вентильные двигатели) с транзисторными силовыми преобразователями.
Вследствие отсутствия щеточно-коллекторного контакта вентильные двигатели имеют значительно более высокую надежность по сравнению с коллекторными машинами постоянного тока. Практическое отсутствие коммутационных ограничений обеспечивает большую перегрузочную способность вентильных двигателей по моменту и высокое быстродействие. Отсутствие потерь в роторе и улучшенный теплоотвод от статорной обмотки через поверхность двигателя обеспечивает высокие показатели этих двигателей по удельной мощности (Вт/кг).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.