Комплектний електропривод змінного струму
Цей привод має більш вузьку номенклатуру випуску, наприклад серійний ЕП з частотним регулюванням асинхронним двигуном типу ЕКТ і ЕКТ2, який розглянутий у лекції 28, що випускається на потужності від 19 до 66 кВА.
Ще одним прикладом КЕП змінного струму може служити ЕП типу «Розмір 2М», який застосовується у верстатах із ЧПК. Цей КЕП передбачає частотно-струмове керування АД.
ТЕМА 14 СЛІДКУВАЛЬНЕ ТА ПРОГРАМНЕ КЕРУВАННЯ ЕЛЕКТРОПРИВОДОМ
Лекція 30 Призначення та структурна схема слідкувального електроприводу
Слідкувальним називається ЕП, який забезпечує (відтворює) із заданою точністю рух виконавчого органа робочої машини відповідно до вхідного сигналу керування, який довільно змінюється. Цей сигнал може змінюватися в широких межах за довільним тимчасовим законом і бути механічним або електричним. Найчастіше вхідними сигналами є швидкість або кут повороту осі або вала задавального пристрою. Слідкувальний ЕП застосовується для антен радіотелескопів і систем супутникового зв'язку, в металообробних верстатах, для привода роботів і маніпуляторів, в автоматичних вимірювальних пристроях, а також в багатьох інших випадках.
Слідкувальний ЕП складається з датчиків 1 і 5 (рис. 14.1) вхідного та вихідного сигналів, вимірювача неузгодженості 2, системи керування 3 і електродвигуна з механічною передачею 4, який приводить до руху виконавчий орган 6 робочої машини.
|
|
|
Рисунок 14.1 – Структурна схема слідкувального ЕП
Датчики вхідної та вихідної величин перетворюють механічні величини (швидкість або кут повороту вала) в електричні – вхідний сигнал Uвх і сигнал зворотного зв'язку Uз.з. Вимірювач неузгодженості 2, алгебраїчно підсумовуючи ці сигнали, виробляє сигнал неузгодженості 
, який надходить у систему керування електродвигуном 3. Слідкувальний ЕП за своєю структурою являє собою замкнену систему, яка діє за принципом відхилення.
Система керування 3 складається з регулятора (підсилювача) і силового перетворювача, які забезпечують необхідне перетворення сигналу неузгодженості в напругу U, яка надходить на двигун. За рахунок вибору схем регулятора та перетворювача введення коригувальних пристроїв забезпечується необхідний закон зміни цієї напруги в часі U (t) при відпрацьовуванні вхідного впливу 
або 
.
Електродвигун і механічна передача 4 відповідно до закону зміни U(t) забезпечують переміщення виконавчого органа 6. Іноді двигун з механічною передачею називають виконавчим механізмом (сервомеханізмом).
Класифікація слідкувального ЕП може бути виконана за декількома ознаками. Якщо слідкувальний ЕП призначений для відтворення із заданою точністю швидкості руху виконавчого органа, то він називається швидкісним, а якщо положення – то позиційним.
|
|
|
Розрізняють слідкувальні ЕП з безперервним або переривчастим керуванням; останні, у свою чергу, поділяються на релейні та імпульсні.
У слідкувальних ЕП безперервної дії напруга, пропорційна сигналу неузгодженості, постійно подається на двигун.
Слідкувальний ЕП релейної дії характеризується тим, що напруга на двигун подається тільки в тому випадку, коли сигнал неузгодженості досягає визначеного значення. Тому робота релейного слідкувального ЕП характеризується визначеною зоною нечутливості відносно до вхідного сигналу.
Імпульсний слідкувальний ЕП відрізняється тим, що керуючий вплив на двигун подається у виді імпульсів напруги, амплітуда, частота або заповнення яких змінюється в залежності від сигналу неузгодженості. У цих випадках говорять відповідно про амплітудно-, частотно- та широтно-імпульсну модуляцію керування.
У слідкувальному ЕП використовуються двигуни змінного та постійного струму, різні види підсилювачів (електромашинні, магнітні, напівпровідникові, пневматичні, гідравлічні), датчики швидкості та положення, а також інші аналогові та цифрові пристрої керування.
|
|
|
Розглянемо кілька схем реалізації слідкувальних ЕП.
Слідкувальний електричний привод постійного струму релейної дії. У схемі (14.2) використовується ДПС послідовного збудження М, який має дві обмотки збудження LОЗ1 і LОЗ2. Керування ДПС здійснюється за допомогою силових транзисторів VT1 і VT2. Кожний із транзисторів працює при визначеній полярності сигналу неузгодженості , забезпечуючи один з напрямків обертання ДПС. Якщо відчинений транзистор VT1, то струм проходить по LОЗ2 і ДПС обертається в одному напрямку, якщо ж відчинений транзистор VT2, то струм проходить по LОЗ1 і він обертається в іншому напрямку. Напрямок струму якоря в обох випадках залишається незмінним.
Розрядні діоди VD3 і VD4 використовуються для зняття перенапруг, які виникають при відключенні обмоток збудження та якоря, що мають значну індуктивність.
У розглянутому слідкувальному ЕП в якості датчиків вхідної та вихідної величин використовуються кільцеві потенціометри RP1 і RP2, які утворюють так називаний потенціометричний вимірювач неузгодженості.
Движок потенціометра RP1 (датчика вхідної величини) зв'язаний з вихідним валом задавального пристрою ЗП, який являє собою в даному випадку редуктор з ручним приводом. Движок потенціометра RP2 (датчика вихідної величини), зв'язаний з валом редуктора Р, розташованого на валу ДПС, і робочої машини РМ. Редуктори ЗП і Р мають однакове передатне число. Живлення потенціометрів RP1 і RP2 здійснюється напругою постійного струму Uживл..
|
|
|
Сигнал неузгодженості 
знімається з движків потенціометрів RP1 і RP2. При їх однаковому кутовому положенні, що відповідає нульовому куту неузгодженості 
сигнал 
. При цьому дорівнює нулю і сигнал на виході підсилювача П, обоє транзистора VT1 і VT2 зачинені, ДПС нерухомий.
Рисунок 14.2 – Схема слідкувального ЕП постійного струму релейної дії
При виникненні неузгодженості між кутовими положеннями движків потенціометрів RP1 і RP2, викликаної поворотом рукоятки ЗП, сигнали і стають відмінними від нуля. У залежності від полярності сигналу , яка визначається знаком кута неузгодженості 
, сигнал подається на транзистор VT1 (по колі діод VD10 – стабілітрон VD5 – резистор R3 – діод VD7) або VT2 (по колі діод VD9 – стабілітрон VD6 – резистор R4 – діод VD8). Якщо цей сигнал перевищує поріг спрацьовування стабілітронів VD5 або VD6,то відповідний транзистор відчиниться, підключаючи ДПС до джерела живлення з напругою U. Двигун почне обертатися, повертаючи вал робочої машини РМ і вісь движка потенціометра RP2 у напрямку, при якому виникла неузгодженість у системі буде зменшуватися і прагнути до нуля. Коли сигнал стане менше напруги відчинення стабілітронів VD5 або VD6,працюючий транзистор (VT1 або VT2) зачиниться і відключить ДПС від джерела живлення.
Таким чином, ЕП у цій схемі відпрацьовує задане переміщення 
із деякою погрішністю, обумовленою нечутливістю системи через поріг спрацьовування стабілітронів VD5, VD6. Зону нечутливості системи намагаються робити якомога меншою в межах 2 ... 30 кута неузгодженості. Однак зниження зони нечутливості може призвести до виникнення небажаного коливального режиму роботи ЕП біля положення рівноваги. Ефективним засобом усунення такого режиму є введення в систему додаткових сигналів за першою та другою похідним сигналу неузгодженості, а також використання електричного гальмування після відключення двигуна.
Перевагами слідкувальних ЕП релейного принципу дії є їхня простота, надійність і можливість отримання оптимальних траєкторій руху виконавчих органів робочих машин. До недоліків таких систем варто віднести їхню схильність до коливань і наявність визначеної нечутливості (неточності) при слідкуванні.
Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 845; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!