Состав и функции электропривода

Рассмотрим подробнее силовой (энергетический) канал электропривода (рис. 1.2). Будем полагать, что мощность Р передается от сети

к рабочему органу , что этот процесс управляем и что передача и преобразование мощности сопровождаются некоторыми ее потерями в каждом элементе силового канала.

Функция электрического преобразователя ЭП (если он используется) состоит в преобразовании электрической энергии, поставляемой источником (сетью) С и характеризуемой напряжением и током сети, в электрическую же энергию, требуемую двигателем и характеризуемую величинами U, I. Преобразователи бывают неуправляемыми (трансформатор, выпрямитель, параметрический источник тока) и чаще — управляемыми (мотор-генератор, управляемый выпрямитель, преобразователь частоты), они могут иметь одностороннюю (выпрямитель) или двустороннюю (мотор-генератор, управляемый выпрямитель с двумя комплектами тиристоров) проводимость. При односторонней проводимости преобразователя и обратном (от нагрузки) потоке энергии используется дополнительный резистор R для «слива» тормозной энергии.

Электромеханический преобразователь ЭМП (двигатель), всегда присутствующий в электроприводе, преобразует электрическую энергию в механическую и обратно.

Механический преобразователь (передача) — редуктор, пара винт-гайка, система блоков, кривошипно-шатунный механизм и т.п. — осуществляет согласование момента и скорости со двигателя с моментом (усилием ) и скоростью рабочего органа РО технологической машины.

Величины, характеризующие преобразуемую энергию, — напряжения, токи, моменты (силы), скорости — называют координатами электропривода.

Основная функция электропривода состоит в управлении координатами, т.е. в их принудительном направленном изменении в соответствии с требованиями обслуживаемого технологического процесса.

Управление координатами должно осуществляться в пределах, разрешенных конструкцией элементов электропривода, чем обеспечивается надежность работы системы. Эти допустимые пределы обычно связаны с номинальными значениями координат, назначенными производителями оборудования и обеспечивающими его оптимальное использование.

В правильно организованной системе при управлении координатами (потоком энергии) должны минимизироваться потери во всех элементах и к рабочему органу должна подводиться требуемая в данный момент мощность.

Эти вопросы—свойства и характеристики различных электроприводов, как правильно управлять их координатами в установившихся—статических — и переходных — динамических — режимах, как оценивать энергетические свойства и, наконец, как правильно проектировать силовую часть электропривода — будут основным предметом книги.

В книге практически не будут затрагиваться задачи, относящиеся к информационным каналам электропривода: мы будем полагать, что современные технические средства смогут обеспечить любые нужные воздействия, и будем акцентировать внимание на том, что должна делать система управления электропривода, а не на том, как это может быть практически осуществлено.

Даже беглого взгляда на структуру силовой части электропривода (рис. 1.2) достаточно, чтобы понять, что объект изучения весьма сложен: разнородные элементы — электрические и электронные, электромеханические, механические, совсем непростые процессы, которыми нужно управлять, и т.п. Очевидно, что эффект при изучении предмета — глубокое понимание основных явлений и умение решать простые, но важные для практики задачи — может быть достигнут лишь при выполнении ряда условий.

Во-первых, надо научиться работать с моделями реальных, как правило, очень сложных объектов, т.е. с искусственными простыми

объектами, отражающими, тем не менее, именно те свойства реального объекта, которые изучаются.

Во-вторых, надо стараться использовать лишь модели, отражающие то, что нужно, и так, как нужно, не избыточные, но и не примитивные. Это совсем не просто, и этому будет уделено значительное внимание.

В-третьих, нужно строго оговаривать условия, при которых получена та или иная модель. Если этого не сделать, результаты могут просто не иметь смысла.

И, наконец, надо уметь выделять главное и отбрасывать второстепенное, частное. Именно глубокое понимание основных принципов, соразмерностей, главных соотношений, закономерностей и умение применять их на практике — основная цель книги.