Место электропривода в современных технологиях электронной промышленности. Механика электропривода

Лекция №1.

1.1  Введение. Предмет курса ЭП.

Курс называется ОПЭиЭ. 2/3 будет посвящено ЭП. Под ЭП отведено 8 лекций в конце семестра. Для получения навыков проектирования вам придется выполнить КП, где разрабатывается система управления ЭП. Теория ЭП – это глубокая и содержательная наука.

Литература.

1.  Ключев В.И. Теория электропривода: Учебник для вузов. – М. 1985.

2.  Чиликин М.Г. Ключев В.И. Теория автоматического электропривода. – М. : Энергия, 1979.

3.  Зимин Е.Н. Яковлев В.Н. Автоматическое управление электроприводами: Учебное пособие для стедентов вузов. – М. : Высш. шк., 1979 - 318ст.

4.  Баранин А.В., Новиков В.А. Управление электроприводами: Учебное пособие для вузов. – Л. 1982 – 392ст.

Дополнительная:

1.  Теория САР, под редакцией , – М. : Наука, 1975.

2.  ТАУ под редакцией часть 1, - М. : В.Ш., 1986.

3.  Яшугин Е.А. теория линейных непрерывных САУ в вопросах и ответах. – М. : В.Ш., 1986 – 224ст.

Для КП:

1.  Батарин А.В., Голубев Ф.Н. Примеры расчетов автоматизированного ЭП. – Л. : 1971.

2.  Васильев Д.В., чуни В.Г. Системы автоматического управления (примеры расчета). – М. : В.Ш., 1967.

3.  Анхимюк В.А., Онейко О.Ф. Проектирование систем автоматического управления электроприводами: Учебное пособие для студентов вузов: - Мн. : В.Ш., 1986 – 143ст.

Наша цель – научиться управлять ЭП, т.е. проектировать УУ. Для чего надо изучить свойства ЭП, как ОУ, несколько разделов ТАУ, ряд технических вопросов из области электроники. В рамках курса мы рассмотрим механизм ЭП, свойства ЭП, как объекта управления ОУ, методы регулирования координат ЭП и ряд теоретических вопросов. Также необходимо выполнить 4 лабораторные работы.

1.2  Место электропривода в современных технологиях электронной промышленности. Определение электропривода.

В машине можно выделить три части:

1. Двигатель. 2. Передаточных механизм (ПМ). 3. Исполнительных механизм (ИМ).

Дв. и Им в совокупности называются приводом. Есть две разновидности приводов: силовой и маломощный привод в сложных технологических механизмах (координатные столы в установках лазерного резания материалов и станки с ЧПУ, ПР). Во всех случаях в системе помимо двигателя с ИМ присутствует еще и электронное УУ (устройство управления). Такой  электропривод называется автоматизированным.

Функциональная схема автоматического ЭП.

                                                                t1                           ОУ                  t2       

g(t)   x(t)                                                u(t)                                                                                y(t)

                Р                      СП                     ЭД                 ПМ                     ИМ     

u                                                                                                                                                M

i                                                                                                                                                  w

f                                       ИУ                                                                               

ОС – делается в отдельных случаях

Определение – ЭП – это электромеханическая система, преобразующая электродвигателя (ЭД), передаточного механизма (ПМ), регулятора (Р), силового преобразователя (СП) и измерительного устройства (ИУ).

- задающее воздействие.

 - регулируемая (выходная величина).

 - измеренное значение выходной величины.

 - рассогласование или ошибка.

 - управляющее воздействие.

 - возмущающее воздействие, для ЭП – это обычно Мс – момент нагрузки на валу (статический момент).

ЭД+ПМ+ИМ=ОУ, Р+СП+ИУ=УУ, ОУ+УУ=ФСУ ЭП – САРЭП.

Основная задача АСУ ЭП  - обеспечение с необходимой точность условия  y(t)=g(t), т.е. x(t)=0 во все моменты времени, как в установившихся (статических), так и в переходных (динамических) режимах.

Функции y(t) и g(t) будут неодинаковы по ряду причин.

1)  В реальных АСУ ЭП всегда есть возмущающее воздействие отклоняющее регулируемую величину от требуемого ее значения. Возмущением обычно является статический момент нагрузки на валу ЭД – Мс.

2)  Кроме того, многие элементы АСУ ЭП обладают инерционностью.

Виды электропривода: 1. Групповой. 2. Индивидуальный.

Групповым ЭП называется ЭП, при котором от одного ЭД-ля приводится в движение несколько исполнительных механизмов ИМ. Главной особенностью группового ЭП является невозможность управления технологическим процессом с помощью СУиЭП-ом. Поэтому групповой заменяется индивидуальным. Это означает качественный скачок, т. к. при этом кроме функции преобразования энергии на ЭП возлагается важная задача управления техническим процессом приводимого в движение механизма. Индивидуальным ЭП называется ЭП, при котором каждый ИМ приводится в движение отдельным ЭД или несколькими ЭД.

АСУ ЭП классифицируют по выполняемой задаче на 4 категории. 1) системы стабилизации управляемой координаты (чаще всего скорости w), 2) следящие системы – отслеживают заранее неизвестный g(t) – чаще всего это положение ИМ: - системы наведения на цель, 3) программные АСУ ЭП – управляют положение ИМ, которое должно выравниваться по заданной программе (станки с УПУ, роботы). 4) системы оптимального управления ЭП – y(t)- варьируется, т.о. чтобы минимизировать некоторый критерий оптимальности (потери, время перемещения и т.д.)