Состав и классификация систем управления автоматизированного электропривода
Автоматизированный электрический привод — это электропривод, в котором регулирование режимов работы осуществляется при помощи устройств автоматического управления в соответствии с требованиями производственного процесса.
Автоматизированные системы управления электрическим приводом делятся на:
- Незамкнутые (разомкнутые), в которых не учитываются результаты управляющего воздействия на объект управления.
- Замкнутые, в которых учитываются обратные связи результата воздействия на объект управления.
К основным задачам автоматизированных систем управления электроприводом относятся: адаптация (самонастройка), стабилизация координат объекта управления, программное управление по известному закону, а также наблюдение и контроль измеряемой величины, закон изменения которой заранее неизвестен.
В состав систем управления современных электрических приводов входят:
- Силовые полупроводниковые преобразователи энергии. Данные элементы преобразуют энергию с одними параметрами (род тока, напряжение, частота, количество фаз, фаза напряжения) в энергию с другими. К ним относятся преобразователи частоты, инверторы, регуляторы напряжения, выпрямители и т.п.
- Электрические аппараты. Данные элементы предназначены для управления потоками данных и энергии, а также режимами работы, контроля и защиты систем и их составляющих. Как правило, электротехнические аппараты делятся на аппараты высокого и низкого напряжения.
- Устройства управления и аналоговые элементы. К данным элементам относятся интегральные микросхемы и отдельная группа полупроводниковых устройств.
- Дискретные элементы и устройства управления. Данные элементы характеризуются высокой точностью, надежность в работе, малым потреблением энергии и быстродействием. Эти элементы естественным образом сочетаются с электронно-вычислительными машинами.
- Полупроводниковые логические элементы. Данные элементы представляют собой дискретные элементы, у которых напряжение на выходе и входе может принимать низкое или высокое значение. Современные логические элементы выполняются на магнитных элементах или электромагнитных реле.
- Микропроцессорные средства управления. Данные средства представляют собой программно-управляемое цифровое устройство, предназначенное для обработки данных и управления этим процессом. Выполняются они на основе одной и более больших интегральных схем.
- Датчики. Данные элементы в системах управления автоматизированного электропривода применяются для реализации обратной связи по скорости.
- Тормоза и электромагнитные муфты. Данные элементы используются для разъединения и соединения вала, его фиксации (муфты), а также фиксации исполнительных органов в необходимом положении (тормозные системы).
- Устройства сигнализации, защиты и блокировки. Данные элементы предназначены для обеспечения эффективной защиты привода и его составляющих.
Схемы автоматизированных систем управления электроприводом
Схемы автоматизированных систем управления электрическим приводом делятся на замкнутые и разомкнутые. Разомкнутые схемы применяются в том случае, когда для управления электроприводом не используются обратные связи по его координатам или технологическим параметрам приводимым в движение рабочей машины. Данные схемы отличаются простой реализации, поэтому широко распространены там, где не требуется высокое качество управления движением электропривода, например, для пуска, торможения или реверса двигателей.
Реверс электрического двигателя — это изменение направления вращения электродвигателя.
Осуществляя управление электроприводом, разомкнутые схемы обеспечивают не защиту не только самого привода, но и технологического оборудования и питающей сети в случае возникновения ненормальных режимов работы — перегрузка двигателя, короткое замыкание, исчезновение напряжения питания, обрыв фазы сети питания и т.п. Для в их состав включают специальные устройства и аппараты, взаимодействующие с устройствами управления приводом. В разомкнутых схемах, как правило, применяется релейно-контакторная защита.
Замкнутые схем используются, когда есть необходимость обеспечения движения исполнительных органов машин с высокими показателями — большой диапазон регулирования скорости и высокая степень точности ее поддержания, заданные качества переходных процессов, а также точность остановки и оптимальность функционирования используемого оборудования. Основным признаком замкнутой схемы управления электроприводом является такое автоматическое управление им, при котором привод самым лучшим образом выполняет свои функции при любых возмущениях, которые действуют на него.
Замкнутые схемы автоматизированного электропривода строятся по принципу компенсации отклонений и возмущений (принцип обратной связи).
