Классификация электромеханических систем
Электромеханическая система – это совокупность электрических, электронных, электромеханических, информационных и механических преобразователей энергии, которые связаны между собой.
Электромеханические системы делятся на системы автоматики и общепромышленные системы. Основная задача общепромышленных электромеханических систем заключается в обеспечении силовых характеристик - коэффициента полезного действия, тока, момента и т.п. Главной проблемой, которая решается на этапе проектирования общепромышленной электромеханической системы, является выбор преобразовательного устройства, которое будет способно обеспечивать необходимые напряжения, а также токи питания.
Электромеханическая система автоматики представляет собой часть системы автоматического управления высокого уровня. Такие системы отличаются от общепромышленных более строгими требованиями к качеству регулирования, меньшими показателями мощности, а также они являются замкнутыми. Как правило, в электромеханических системах автоматики используются преобразовательные устройства мощностью до 10 киловатт. Главная проблема при проектировании электромеханической системы автоматики - обеспечение необходимых показателей качества регулирования. Из-за этого данным систем свойственна более сложная структура и большее разнообразие датчиков и управляющих устройств.
Электромеханические системы могут классифицироваться по следующим признакам:
- По принципу построения замкнутой системы.
- По наличию обратных связей. По данному признаку электромеханические системы делятся на замкнутые и разомкнутые.
- По способу управления электрическим двигателем.
- По основной управляемой координате. По данному признаку электромеханические системы делятся на моментные, позиционные и скоростные.
- По возможности регулирования. По данному признаку электромеханические системы делятся на нерегулируемые и регулируемые.
- Типу используемого электрического двигателя. По данному признаку электромеханические системы делятся на системы постоянного и переменного тока, а также синхронные и асинхронные.
- По типу преобразовательного устройства. По данному признаку электромеханические системы делятся на системы “управляемый привод - двигатель система”, “генератор-двигатель”, “преобразователь частоты-двигатель” и т.п.
Функциональное представление и направления проектирования электромеханической системы
Современная электромеханическая система может быть представлена, как совокупность следующих элементов:
- Технологического агрегата, который обеспечивает материальную реализацию технологического процесса.
- Автоматизированного электрического привода, который осуществляет необходимое движение технологического агрегата.
- Устройства управления, которые обеспечивают выполнение программ технологического процесса.
- На рисунке ниже представлен пример схемы функционального состава электромеханической системы.
Рисунок 1. Схема функционального состава электромеханической системы. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Ро - программа выполнения технологического процесса; U - сигналы управления автоматизированного электропривода; Р - показатели технологического процесса; Fa. Ft - возмущающие воздействия.
Современное развитие электромеханических систем основано на совершенствовании технических средств и поиске новых алгоритмов управления. В проектировании электромеханических систем основными направлениями являются: автономное управление элементами системы; совместное проектирование технологического агрегата и автоматизированного электропривода; совместное проектирование всех составляющих электромеханической системы; совместное проектирование силовых частей технологического агрегата и автоматизированного электрического привода, с последующим совместным проектированием устройств авторизированного электропривода и системы в целом.
В случае отказа от принципов совместного проектирования элементов электромеханической системы возникает необходимость в в экспериментальной доводке, из-за которой общие фактические затраты на проектирование значительно возрастают относительно проектных. Поэтому основное направление развитие - совместное проектирование силовых частей автоматизированного электропривода и технологического агрегата с последующим совместным проектированием устройств авторизированного электропривода и системы в целом.
Сам процесс проектирования электромеханической системы, можно разделить на функциональное, конструкторское, технологическое и техническое проектирование. Одним из самых сложных является функциональное проектирование, которое заключается в создании математических моделей систем управления, которые должны обеспечивать выполнение заданных целей.
