7. Основи автоматичного керування електроприводами

7.1 Вступна частина

Керування електроприводами – це здійснення пуску, регулювання швидкості, гальмування, реверсування, а також підтримання певних умов і режимів роботи ЕП у відповідності до вимог технологічного процесу.

У найпростіших випадках такі операції виконуються за допомогою апаратури з ручним керуванням (вимикачі, перемикачі, пускові та регулівні резистори, командоконтролери й таке інше).

Але це не найкращий спосіб керування, оскільки пов’язаний з додатковими витратами часу на керування, витрата енергії, стомлюваність й можливість припущення людиною помилок при керуванні, низька продуктивність, неможливість дистанційного керування, проблеми з автоматизацією.

В потужних ЕП ручне керування затруднене, або взагалі неможливе із-за значних зусиль, що вимагаються від людини.

Передавання функцій керування від людини до автомата існує у трьох сферах:

- людина може, але не повинна здійснювати функції керування, оскільки вона тут є марнотратною (регулювання температури, тиску, рівня рідини);

- умови роботи небезпечні або шкідливі для здоров’я людини (висока температура, підвищена радіація, отрутне середовище й таке інше);

- широкий клас об’єктів керування, де доцільність використання автоматичних пристроїв обумовлене тим, що тут вирішення задач керування не під силу людині (наприклад, виконання операцій керування пов’язане з переробкою у короткий термін великої кількості інформації – керування транспортним потоком, керування енергосистемою).

Функції, що виконують пристрої автоматичного керування:

- автоматичне здійснення звичайних операцій керування (пуск, гальмування, реверсування й таке інше);

- автоматичне завдання або підтримання будь-якої координати ЕП (швидкості, момента й таке інше);

- слідкування за сигналами, що уводяться в систему;

- автоматичне керування окремими механізмами, або комплексом механізмів за заданою програмою;

- автоматичне керування окремими механізмами, або комплексом механізмів з автоматичним вибором найбільш раціональних режимів;

- комплексна автоматизація.

Основними елементами систем автоматичного керування є такі.

Силові й виконавчі мікродвигуни.

Контактні й безконтактні апарати керування.

Аналогові й дискретні давачі та реле.

Електричні мікромашини автоматики (тахогенератори, обертові трансформатори, сельсини й таке інше), які виконують функції давачів, перетворювачів, підсилювачів й багатьох інших функцій).

Коректувальні ланки (пропорціональні, інтегруючі, інерційні, дифференцюючі, аперіодичні й інші), що використовуються у прямих каналах та каналах зворотних зв’язків для надання системі бажаних динамічних властивостей.

Блочні елементи керування (цифрові, аналогові, аналого-цифрові); вони побудовані на інтегральних мікросхемах та інших інтегральних компонентах, використовуються для виконання самих різних функцій (командні пристрої, давачі, перетворювачі, гальванічні розв’язки, логічні елементи та багато інших).

Мікропроцесори та ЕОМ.

Нестабілізовані й стабілізовані джерела живлення.

Автоматичне керування може здійснюватись за розімкненим та замкненим циклами.

Системи розімкненого циклу (розімкнені системи) мають ту особливість, що змінювання збурних дій (наприклад, навантаження) призводить до зміни раніш заданого режиму ЕП.

У системах з замкненим циклом керування (замкнених системах) можна, незалежно від стану збурних дій, підтримувати заданий режим роботи ЕП.

Сучасні пристрої автоматики можуть мати велику кількість окремих елементів електрично з’єднаних у загальну систему, покликану здійснювати задані операції у певній послідовності.

У цьому випадку можуть виникати складнощі не тільки при проектуванні схем цих систем, а й при читанні таких схем.

За таких умов накреслення схем слід виконувати за певною системою, яка б полегшувала їх читання.