Корзина
1 отзыв
Стоимость товаров уточняйте по тел. +380 56 767-58-57
+380567675857
Комплектующие к станкам с ЧПУ из Европы и Азии
Корзина

Классификация автоматизированных электроприводов

Электроприводы, используемые в различных технологиче­ских установках, разнообразны по схемному и конструктивному исполнению, что связано с большим разнообразием рабочих ма­шин. Классификация электроприводов по отдельным признакам дана в таблице 1.1.

Таблица 1.1               Классификация автоматизированных электроприводов

Классификационный признак

Классификационные градации

По виду движения электродви­гателя

Вращательного движения

Линейный

Многокоординатного движения

По способу соединения двига­теля с рабочим органом

Редукторный

Безредукторный

Конструктивно-интегрированный

По регулируемости

Нерегулируемый

Многоскоростной

Регулируемый

По степени автоматизации

С ручным управлением

С полуавтоматическим управлением

С замкнутой САР скорости с
ручным заданием

С замкнутой САР положения,
обеспечивающей точное

позиционирование

С программным управлением

Следящий

По числу электродвигателей

Однодвигательный

Многодвигательный

По числу рабочих органов

Индивидуальный

Групповой

 

Классификация по виду движения. Наибольшее, а до недав­него времени исключительное применение получили электро­приводы вращательного движения. Однако в последнее время значительное внимание уделяется линейным двигателям. В тех механизмах, где рабочий орган совершает поступательное или  возвратно-поступательное движение применение линейных дви­гателей конструктивно гораздо удобнее, чем использование спе­циальных кинематических пар: винт-гайка, шарико-винтовые пе­редачи, кривошипно-шатунный механизм и др. Из-за низких энергетических и массогабаритных показателей линейные элек­тродвигатели не находили применения. Создание новых эффек­тивных конструкций линейных двигателей с питанием их от по­лупроводниковых преобразователей частоты открывает новые возможности использования линейных электроприводов для ряда производственных машин, в первую очередь, для металлорежу­щих станков.

Многокоординатные электроприводы на основе специаль­ных шаговых электродвигателей являются отечественной разра­боткой и находят применение в высокоточных робототехнических установках, сборочных автоматах и для других целей.

Под регулируемостью понимается возможность изменения или точного поддержания скорости, ускорения или момента (усилия) приводного электродвигателя.

Исторически сложилось, что большинство существующих электроприводов выполнено на базе короткозамкнутых асин­хронных электродвигателей, не допускающих в стандартной схе­ме их питания регулирования скорости или момента. Модифика­цией односкоростных асинхронных электродвигателей являются двух и трехскоростные двигатели. Электроприводы с многоско­ростными двигателями дают возможность получать две или три фиксированные рабочие скорости, но не могут обеспечить плав­ного регулирования скорости в заданном диапазоне. К подобным по управляемости можно также отнести электроприводы с реостатно-контакторным управлением. Такие приводы не дают воз­можности регулировать момент и ускорение электропривода и формировать требуемый характер изменения скорости во време­ни. Поэтому электропривод с многоскоростными электродвига­телями и с контакторным управлением не может рассматриваться как регулируемый.

Понятие регулируемый электропривод включает в себя сле­дующее:

-        установка по заданию любой скорости в пределах задан­ного диапазона;

-        стабилизация установленного значения скорости с задан­ной точностью при возмущающих воздействиях, например, изме­нении нагрузки на валу двигателя;

-        регулирование момента, развиваемого двигателем в дви­гательном и тормозном режимах, и ускорения (замедления) при­вода;

-        формирование требуемого характера изменения скорости во времени ω=f(t) с заданной точностью.

Современной тенденцией является все более широкое ис­пользование регулируемых электроприводов.

В зависимости от диапазона регулирования скорости, регу­лируемые электроприводы разделяются на:

-        регулируемые приводы с ограниченным диапазоном ре­гулирования (не более 2:1);

-        регулируемые приводы общего назначения с диапазоном регулирования не выше 100:1;

-        широкорегулируемые электроприводы (диапазон регули­рования скорости порядка 1000:1);

-        высокоточные электроприводы (диапазон регулирования 10000:1);

-        прецизионные электроприводы (диапазон регулирования 30000:1 и выше).

Как будет показано ниже, величина диапазона регулирова­ния определяет точность регулирования и быстродействие электропривода.

Классификация электроприводов по степени автоматизации включает в себя электроприводы с системами управления, разли­чающимися по их функциональным возможностям и сложности. Наиболее простые системы с ручным управлением характерны для нерегулируемых электроприводов. Такие электроприводы имеют систему управления на основе релейно-контакторной ап­паратуры, выполняющей функции пуска, останова, защиты и блокировки.

Электроприводы с полуавтоматическим управлением подра­зумевают управление электроприводом оператором с помощью командоконтроллера, кнопок управления и других аппаратов. Система управления содержит элементы автоматического управ­ления и регулирования, обеспечивающие автоматическое изме­нение параметров электропривода (например, переключение сту­пеней сопротивления пускового реостата в функции тока или времени) в соответствии с командами оператора. Такие системы характерны, например, для электропривода грузоподъемных кра­нов.

Для регулируемого электропривода, как правило, использу­ются замкнутые САР по току и скорости. В этом случае управле­ние может осуществляться оператором, как это производится, например, машинистами экскаваторов, реверсивных прокатных станов и других машин. Задание на скорость может также опре­деляться системой технологической автоматики (например, бума­годелательные машины, дозаторы и другие машины). Следующей разновидностью являются позиционные электроприводы, кото­рые обеспечивают точную остановку рабочего органа механизма в заданном положении. Системы управления такими электропри­водами содержат замкнутый контур положения, действующий постоянно или при входе рабочего органа в зону точной останов­ки.

Если задающее воздействие на параметры движения рабоче­го органа задается программными средствами, то такие электро­приводы составляют класс электроприводов с числовым про­граммным управлением (ЧПУ). Приводы с ЧПУ содержат замк­нутые контуры регулирования по скорости и положению.

Если положение рабочего органа должно изменяться в соот­ветствии с заданием, характер которого заранее неизвестен, то функцией электропривода в этом случае является слежение и от­работка этого задания с необходимой точностью. Такой электро­привод называется следящим.

Одним из определяющих вопросов при проектировании электромеханических комплексов является выбор системы авто­матизированного электропривода. Прежде всего, нужно решить вопрос: следует ли применять регулируемый электропривод или можно обойтись более простым - нерегулируемым.

В последние годы регулируемый электропривод активно вы­тесняет нерегулируемый.

Технико-экономическими основаниями для применения регулируемого электропривода являются:

-        технологические требования, связанные с необходимо­стью регулирования момента, скорости и положения в ходе тех­нологического процесса (например, металлорежущие станки, грузоподъемные краны и др.);

-        возможность оптимизации технологического процесса за счет регулирования электромеханических параметров (например, прокатные станы и др.);

-        повышение эффективности использования электроэнер­гии, ее экономия при использовании регулируемого электропри­вода (насосы, вентиляторы и другие машины);

-        автоматизация рабочих машин и технологических ком­плексов, которая в большинстве случаев невозможна без исполь­зования регулируемого электропривода;

-        обеспечение стабильности качества производимой про­дукции (при изменении параметров сырья, условий производства, износ инструмента, требующих адаптации технологического процесса для сохранения качества продукции);

-        создание гибких технологий, машинных комплексов и производств (т.е. комплекса машинного оборудования, который может перестраиваться на выпуск новой продукции без измене­ния самих рабочих машин).

Приведенный перечень показывает, что регулируемый элек­тропривод является, особенно в перспективе, определяющим ви­дом автоматизированного электропривода.

К настоящему времени определился круг систем регулируе­мого электропривода, которые получили наибольшее распро­странение и будут использоваться в ближайшие десятилетия:

-        короткозамкнутый асинхронный двигатель с питанием от полупроводникового преобразователя частоты - ПЧ-АД;

-        вентильный двигатель (бесщеточный двигатель постоян­ного тока с полупроводниковым коммутатором) на базе синхрон­ной машины - ВД;

-        двигатель постоянного тока с питанием от тиристорного или транзисторного преобразователя - ТП-Д;

-        асинхронный вентильный каскад на базе асинхронного двигателя с фазным ротором и тиристорного преобразователя -ABK.

К числу перспективных электроприводов следует также от­нести шаговые электроприводы и вентильно-индукторный элек­тропривод.

Предыдущие статьи