4 Регулювання координат електроприводів

На електропривод покладаються дві вельми важливі взаємопов’язані функції:

• електромеханічне перетворення енергії;

• керування технологічним процесом установки.

Технологічні вимоги визначають необхідність на певних етапах задавати й з потрібною точністю підтримувати на заданому рівні ті чи інші механічні змінні:

• положення робочого органа;

• швидкість робочого органа;

• прискорення;

• момент двигуна;

• навантаження й таке інше;

чи примусово змінювати ці параметри у процесі керування технологічним процесом, або обмежувати їх рівнем, допустимим за умов технології, чи міцності механічного обладнання, а також за нагріванням та перевантажувальною здатністю двигуна.

У залежності від задач керування електроприводом та виробничим механізмом регулювання координат може здійснюватись з метою:

- підтримки заданого рівня змінних;

- переміна змінних за потрібним законом;

- обмеження змінних допустимим значенням;

- відпрацювання довільних законів руху, що задають­ся на вході системи, з потрібною точністю (стежний електропривод).

Можливі способи керування змінними електропривода поділяються на дві численні групи:

- параметричні способи керування, що використо­вуються у розімкнених системах керування;

- способи автоматичного регулювання координат за допомогою тих або інших зворотних зв’язків (у локально – замкнених та замкнених системах керування).

Це питання більш докладно буде розглянуто у розділі “Основи автоматичного керування електроприводами”.

Таким чином, загальне керування рухом електропривода для виконання технологічного процесу визначає необхідність регулювання змінних електромеханічної системи – координат електропривода.

Необхідність регулювання координат ЕП визначається технологічними вимогами, при цьому вибір раціонального способу регулювання з декількох можливих є важливою задачею, що вирішується при проектуванні ЕП.

Щоб здійснити такий вибір, слід знати основні узагальнені показники регулювання:

- точність регулювання;

- діапазон регулювання;

- плавність регулювання;

- стабільність;

- напрямок регулювання;

- допустиме навантаження у діапазоні регулювання;

- швидкодія, коливальність, перерегулювання;

- економічність регулювання.

Розглянемо ці показники регулювання на прикладі регулювання швидкості.

4.1 Основні узагальнені показники регулювання швидкості електропривода

При роботі різних виконавчих механізмів часто виникає потреба регулювання швидкості, яка обумовлена, у першу чергу, необхідністю забезпечення раціональності проведення технологічного процесу.

До таких механізмів слід віднести:

• металооброблювальні верстати;

• піднімально-транспортні машини;

• прокатні стани;

• транспорт і таке інше.

Регулювання швидкості не слід плутати з природною зміною швидкості, що виникає у ЕП, при змінюванні навантаження на виконавчому органі механізму.

Тому:

регулювання швидкості є примусове змінювання величини швидкості шляхом використання спеціальних заходів, незалежно від величини і характеру діючого навантаження.

Для регулювання швидкості робочого органу існує дві можливості:

• змінювання швидкості електродвигуна;

- змінювання параметрів кінематичного ланцюга механічної частини ЕП.

Перша реалізується впливом на електродвигун, а друга – на механічну частину ЕП.

В існуючих електроприводах використовуються обидві можливості, особливо для глибокорегулівних ЕП. Натомість слід відзначити, що чим удосконалішим буде ЕП, тим більше буде питома вага першої можливості, оскільки розгалуджена механічна частина ЕП має низку суттєвих вад, але сучасний стан технічного прогресу ще не дозволяє позбавитися механічної частини, особливо глибокорегулівних ЕП.

В історичному розвитку ЕП друга можливість була початковим кроком при переході від нерегулівного ЕП до регулівного. І сьогодні механічна частина є досить складною, громіздкою, не досить надійною конструкцією (коробки швидкості, редуктори, варіатори і таке інше). Крім того, тут важко одержати плавне регулювання швидкості. За цих умов зараз все ширше використовується регулювання швидкості безпосереднього джерела енергії ЕП – електричного двигуна.

Розглянемо докладніше вищезгадані показники регулювання.