Электромеханические системы

Классификация электромеханических систем

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:

1. По принципу построения замкнутой системы.
2. По наличию обратных связей. По данному признаку электромеханические системы делятся на замкнутые и разомкнутые.
3. По способу управления электрическим двигателем.
4. По основной управляемой координате. По данному признаку электромеханические системы делятся на моментные, позиционные и скоростные.
5. По возможности регулирования. По данному признаку электромеханические системы делятся на нерегулируемые и регулируемые.
6. Типу используемого электрического двигателя. По данному признаку электромеханические системы делятся на системы постоянного и переменного тока, а также синхронные и асинхронные.
7. 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:

1. Технологического агрегата, который обеспечивает материальную реализацию технологического процесса.
2. Автоматизированного электрического привода, который осуществляет необходимое движение технологического агрегата.
3. Устройства управления, которые обеспечивают выполнение программ технологического процесса.
4. 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.