Структурная схема автоматизированного электропривода. Приведение моментов нагрузки и моментов инерции. Схема управления пуском и торможением противовключением короткозамкнутого АД

1 Структурная схема автоматизированного эл.привода, предъявляемые требования к эл.приводу

ЭП- эл/механ система, состоит из эл/привода преобраз-го, передаточного и управляющего устройства, предназначенного для приведения в действие исполнительных органов машины и управление этим двигателем.

В схеме можно выделить 3 основных элемента: 1. Механич. часть привода (МЧ), которая включает рабочий механизм (РМ); передаточное устройство (ПУ), предназначенное для передачи механ. энергии от эл/двиг к исполнительному органу рабочей машины, и для изменения вида и скорости движения. 2. ЭД – предназначенное для преобразования электр. энергии в механическую или наоборот. ЭД представлен 2 элементами: электрон-механич. преобразователь (ЭМП) и ротор-двигатель (РД). 3. Система управления (СУ), состоит из преобразователя силового  (П), управляющего устройства (У), задающего устройства (ЗУ), датчики обратной связи электрические (ДОСЭ), датчики обратной связи механические (ДОСМ1 и ДОСМ2).

У получает командные сигналы от ЗУ, а информация о текущем состоянии эл привода и технлогическ процесса от ДОС. С их помощью эл, механические преобразуются в пропорцион параметры эл сигналом, котор подается в У и сравнивается с иекущим состоянием привода с заданным. При наличии рассогласования вырабатывает управляющий сигнал который воздействует через П на эл привод и устраняет возникшее рассогласование с требуемой точностью и быстродействием.

Требования к ЭП:

1. надёжность (способность выполнять заданные функции в оговоренных эксплуат. условиях);

2. точность (обеспечение необходимой точности).  Всегда существует допустимое отклонение от заданных значений за которое нельзя выходить;

3. быстродействие (способность системы достаточно быстро реагировать на различные воздействия);

4. качество динамических процессов )обеспечение определённых закономерностей их протекания во времени);

5. энергетическая эффективность;

6. совместимость эл/привода с СЭС и информационными системами более высокого уровня

2 Классификация эл. приводов

1. по виду движения: вращательное и поступательное, однонаправленное и реверсивное движения, возвратно-поступательного движения. Они имеют непрерывный или дискретный характер.

2. по степени управляемости: нерегулируемый (использ. механ. привод с одной постоянной скоростью); регулируемый (путём воздействия на эл/привод, скорость движения изменяется); следящий – автоматический отрабатывающий перемещение исполнительного механизма с определённой точностью в соответствии с производ. и изменяется задающим сигналом; программно-управляемый – управление в соответствии с заданной программой; адаптивный – автоматиз. обеспечивающий оптимальный режим движения. исполнительного механизма при изменении условий работы

3. по роду механич. передаточного устройства: редукторный эл/привод и безредукторный эл/привод (механизм на валу).

4. по роду эл/преобразующего устройства: система генератор-двигатель (Г-Д) – регулируемый ЭП преобразовательной установки которого является эл/машинный преобразователь; сист. управляемый выпрямительный - двигатель (УВ-Д) –вентильный ЭП постоянного тока, преобразов. установкой которого является регулируемый выпрямитель; система преобразователь частоты - двигатель (ПЧ-Д)-вентильный ЭП переменного тока, преобразов. установкой которого является преобразователь частоты.

5. по способу передачи механ. энергии: групповой ЭП – обеспечивающий движение исполнительных органов нескольких рабочих машин; индивидуальный ЭП; взаимосвязанный ЭП – содержит 2 или несколько электр. или механич. связанныйх между собой эл/двигательных устройств.

6. по роду тока: постоянного или переменного тока.

3. Приведение моментов нагрузки и моментов инерции.

Нагрузка ЭП определяется действием силы тяжести, а также трением движущихся частей. Этот вид нагрузки привода, наз. Потерями на трение, учитывают КПД редуктора (η_б). Приведение момента нагрузки двигателя осуществляется из равенства мех. Мощности нагрузки в реальной и эквивалентной сх.

Приведение моментов нагрузки выполняют 2-мя способами в зависимости от направления движения. Если производится подъем груза, то двигатель совершает полезную работу по подъему груза и покрывает потери мощности на трансформирование в кинематической цепи.

Баланс мощности в этом случае имеет вид:

 (1)           (2)

Где  Мс- приведенный к валу двигателя момент нагрузки

ω – угловая скорость ротора двигателя

Fпо – сила тяжести груза

Vпо – скорость подъема груза

ρ – радиус приведения кинематической цепи

При опускании груза теряемая им потенциальная энергия передаётся к двигателю. Потери на трение в кинематической цепи покрываются уже за счет этой энергии баланс имеет вид:

          (3)

      (4)

Если исполнительный механизм совершает вращательное движение со скоростью ω_по и создает при этом момент нагрузки Мпо, приведенный к валу двигателя. Момент нагрузки Мс определяется:

  (5)  (6)

Где i – передаточное число кинематической цепи.

(5) справедлива при направлении потока энергии от двигателя к исполнительному органу, (6) наоборот.

Приведение моментов инерции осуществляется исходя из равенства запаса кинетической энергии в реальной и эквивалентной схемы:

          (7)

         (8)

Где  J – приведенный к валу двигателя момент инерции цепи