Основы электропривода (стр. 2 из 6)
2) автоматизированный электропривод, управляемый автоматическим регулированием параметров;
3) автоматический электропривод, в котором управляющее воздействие вырабатывается автоматическим устройством без участия оператора.
Два последних типа электропривода находят применение в подавляющем большинстве случаев.
Наконец, по роду тока применяются электроприводы постоянного и переменного тока.
3 РЕЖИМЫ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
Все режимы в электроприводе делятся на установившиеся (номинальный режим работы) и переходные (пуск, реверс, торможение).
Установившийся режимработы электропривода определяется из условия равенства нулю динамического момента. Этот режим характеризуется работой двигателя с неизменной угловой скоростью, постоянными во времени и равными по величине моментом двигателя и моментом сопротивления. Так как момент, развиваемый двигателем в установившемся режиме, есть функция скорости, то равенство М=Мс возможно только при условии, что момент сопротивления — постоянная величина или функция скорости. Если МС есть функция, например, пути (угла поворота), то даже при постоянной угловой скорости момент сопротивления изменяется во времени и установившийся режим невозможен.
Установившийся режим описывается статическими характеристиками.
Переходным режимом электропривода называют режим работы при переходе от одного установившегося состояния к другому, когда изменяются скорость, момент и ток.
Причинами возникновения переходных режимов в электроприводах является либо изменение нагрузки, связанное с производственным процессом, либо воздействие на электропривод при управлении им, т. е. пуск, торможение, изменение направления вращения и т. п. Переходные режимы в электроприводах могут возникнуть также в результате аварий или нарушения нормальных условий электроснабжения (например, изменения напряжения или частоты сети, несимметрия напряжения и т. п.).
Характер переходного режима электропривода зависит от свойств рабочей машины, типа примененного двигателя и механической передачи, принципа действия и свойств аппаратуры управления, а также от режима работы двигателя (пуск, торможение, прием и сброс нагрузки и т. д.).
Переходные режимы описываются динамическими характеристиками.
4 УравнениЕ движения электропривода
Электродвигатели, преобразующие электрическую энергию в механическую, создают вращательное движение; значительная часть машин-орудий также имеет вращающиеся рабочие органы; поэтому представляется целесообразным вывод уравнения движения сделать сначала для случая вращательного движения.
В соответствии с основным законом динамики для вращающегося тела векторная сумма моментов, действующих относительно оси вращения, равна производной момента количества движения:
(4.1)В системах электропривода основным режимом работы электрической машины является двигательный. При этом момент сопротивления имеет тормозящий характер по отношению к движению ротора и действует навстречу моменту двигателя. Поэтому положительное направление момента сопротивления принимают противоположным положительному направлению момента двигателя, в результате чего уравнение (4.1) записывается в виде:
(4.2)Уравнение движения привода (4.2) показывает, что развиваемый двигателем вращающий момент
уравновешивается моментом сопротивления 
на его валу и инерционным или динамическим моментом 
. В этом уравнении принято, что момент инерции привода 
является постоянным, что справедливо для значительного числа производственных механизмов. Здесь моменты являются алгебраическими, а не векторными величинами, поскольку оба момента и действуют относительно одной и той же оси вращения.Правую часть уравнения (4-2) называют инерционным (динамическим) моментом (
), т.е. 
(4.3)Этот момент проявляется только во время переходных режимов, когда изменяется скорость привода. Из (4.3) следует, что направление динамического момента всегда совпадает с направлением ускорения электропривода.
В зависимости от знака динамического момента различают следующие режимы работы электропривода:
1)
, т.е. 
, имеет место ускорение привода при 
, и торможение привода при 
.2)
, т.е. 
, имеет место замедление привода при , и ускорение при .3)
, т.е. 
, в данном случае привод работает в установившемся режиме, т.е. 
.В общем виде уравнение движения привода может быть записано следующим образом:
Выбор знаков перед значениями моментов зависит от режима работы двигателя и характера моментов сопротивления.
Наряду с системами, имеющими только элементы, находящиеся во вращательном движении, иногда приходится встречаться с системами, движущимися поступательно. В этом случае вместо уравнения моментов необходимо рассматривать уравнение сил, действующих на систему.
При поступательном движении движущая сила
всегда уравновешивается силой сопротивления машины 
и инерционной силой 
, возникающей при изменениях скорости. Если масса тела 
выражена в килограммах, а скорость 
— в метрах в секунду, то сила инерции, как и другие силы, действующие в рабочей машине, измеряются в ньютонах ( 
).В соответствии с изложенным уравнение равновесия сил при поступательном движении записывается так:
. (4.4)В (4.4) принято, что масса тела
является постоянной, что справедливо для значительного числа производственных механизмов.Сказанное выше о классификации и знаках моментов полностью справедливо и для сил, действующих на систему.
5 Влияние параметров 
, 
, 
на вид скоростных (механических) характеристик двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением. Регулирование скорости вращения двигателя
Регулированием скорости называется целенаправленное принудительное изменение скорости двигателя посредством специального устройства или приспособления, независимо от величины и характера нагрузки, в соответствии с требованиями, предъявляемыми к закону движения рабочего органа механизма. Установленная при регулировании скорость при отсутствии воздействия на регулирующее приспособление в дальнейшем изменяется по механической характеристике электропривода в соответствии с нагрузкой. Регулирование скорости позволяет наиболее рационально использовать производственные механизмы, обеспечить оптимальные режимы их работы и, как правило, уменьшить расход энергии.
Двигатели параллельного возбуждения, питаемые от источника постоянного напряжения, применяются обычно для длительного режима работы, когда требуется широкое регулирование частоты вращения, например для металлообрабатывающих станков, для листоправильных машин в прокатных станах, для главных приводов трубопрокатных станов и т. п.
Выражение скорости вращения двигателя постоянного тока:
показывает, что возможны три принципиально различных способа регулирования угловой скорости двигателя:
1) изменением тока возбуждения (магнитного потока) двигателя;