Тороид. Производство электротехнической продукции
(49831) 4-66-21
(925) 790-73-23
toroid2011@mail.ru

Главная Продукция и услуги Статьи Полезная информация Сертификаты Награды Отзывы Контакты

Продукция и услуги

Усынин Ю. С.
Системы управления электроприводов

Министерство образования Российской Федерации
Южно-Уральский государственный университет
Кафедра электропривода и автоматизации промышленных установок

Учебное пособие

Челябинск
Издательство ЮУрГУ
2001

Усынин Ю.С. Системы управления электроприводов. Учеб. пособие. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2001.

Приведены примеры промышленных систем управления электроприводов Описаны функциональные схемы, принцип работы, способы формирования процессов репулирозания и особенности наладки.

Для студентов старших курсов специальности «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов».

Одобрено учебно-методической комиссией энергетического факультета

Рецензенты: доктор технических наук, профессор А. Г. Возмилов, доктор технических наук, профессор В Л Кодкин.

Издание учебного пособия состоялось благодаря финансовой поддержке энергетических служб предприятий Южного Урала. Особо автор благодарит С. И. Шкаликова и Б. М. Самохзалоза (ОАО «Челябинский трубопрокатный завод»), В. М. Плешкова, А. И. Сабурова и В. Г. Козлова (ОАО «Комбинат «Магнезит», г. Сатка), А. П. Горбунова и В. Я. Рыбалко (ОАО «Южуралэлектромонтаж»), С. А. Чупина ( НТЦ «Приводная техника», г. Челябинск).

© Усьнин Ю.С., 2001.
© Издательство ЮУрГУ, 2001.

Содержание книги
Системы управления электроприводов

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ С РЕЛЕЙНО-КОНТАКТОРНЫМИ СИСТЕМАМИ УПРАВЛЕНИЯ
1.1. Условные обозначения, применяемые в электрических схемах
1.2. Способы пуска и торможения электроприводов с РКСУ
1.3. Защиты в электроприводе

Глава 2. СПОСОБЫ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ПУСКА В РЕГУЛИРУЕМЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДАХ
2.1. Оптимальные кривые переходных процессов разгона и торможения электропривода
2.2 Связь частотной характеристики электропривода с кривой тока якоря при разгоне
2.3. Формирование переходного процесса пуска двигателя в разомкнутой системе преобразователь-двигатель
2.4. Формирование прямоугольной токовой диаграммы с помощью отрицательной обратной связи по току якоря
2.5. Формирование прямоугольной токовой диаграммы с помощью гибких обратных связей по напряжению на якоре двигателя
2.6. Применение последовательных корректирующих устройств для улучшения формы кривой тока якоря при разгоне электропривода
2.7. Формирование прямоугольной токовой диаграммы с помощью интегрального задатчика интенсивности в схеме с отрицательной обратной связью по скорости
2.8. Формирование прямоугольной токовой диаграммы с помощью задатчика интенсивности в схеме с отрицательной обратной связью по напряжению на якоре

Глава 3. СПОСОБЫ ПОДДЕРЖАНИЯ СКОРОСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
3.1. Исходные положения
3.2. Показатели разомкнутой системы «преобразователь - двигатель»
3.3. Применение отрицательной обратной связи по скорости вращения двигателя
3 4. Применение отрицательной обратной связи по напряжению на якоре двигателя
3.5. Применение положительной обратной связи по току якоря двигателя (IR-компенсация)
3.6. Регулирование по возмущению

Глава 4. РЕГУЛИРУЕМЫЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА
4.1. Основные сведения об элементах серии УБСР
4.2. Основные типы регуляторов, реализуемых на операционных усилителях серии УБСР
4.3. Структурные схемы электроприводов на элементах УБСР
4.4. Одноканальная схема вентильного электропривода с подчиненным регулированием
4.5. Электропривод постоянного тока по схеме "источниктока - двигатель"
4.6. Электропривод постоянного тока с двухзонным регулированием скорости
4 7. Электропривод с реверсом поля двигателя
4.8. Вентильный электропривод с параллельными регуляторами

Глава 5. РЕГУЛИРУЕМЫЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
5.1. Общие положения. Преимущества электроприводов переменного тока
5.2. Понятие векторного регулирования электромагнитного момента в электрической машине переменного тока
5.3. Синхронный электропривод с частотнотоковым регулированием момента
5.4. Частотнорегулируемые синхронные электроприводы с регулированием продольной и поперечной составляющих тока статора
5.5 Синхронный частотнорегулируемый электропривод по схеме вентильного двигателя
5.6. Особенности формирования моментного треугольника в асинхронных электроприводах
5.7. Асинхронный электропривод с частотнотоковым управлением
5.8. Регулируемые асинхронные электроприводы массовых серий
5.9. Асинхронные электроприводы с регулированием напряжения на статоре
5.10. Электропривод с машиной двойного питания
5.11. Частотнорегулируемый асинхронный электропривод с векторным управлением

Глава 6. ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ С НЕТРАДИЦИОННЫМИ ТИПАМИ ДВИГАТЕЛЕЙ И НОВЕЙШИМИ ИСТОЧНИКАМИ ПИТАНИЯ
6.1. Вентильный индукторный электропривод
6.2. Электропривод с синхронным реактивным двигателем независимого возбуждения

Глава 7. СЛЕДЯЩИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ
7.1. Примеры электроприводов с регулированием положения выходного вала рабочего механизма
7.2. Ошибки следящих электроприводов в установившихся нормированных режимах
7.3 Позиционный тиристорный электропривод постоянного тока
7.4. Высокоточный следящий электропривод
7.5. Выбор параметров силового оборудования из условия достижения максимальной точности слежения
7.6. Электроприводы с модальным управлением. Наблюдающие устройства
7.7. Выбор структуры и параметров наблюдающих устройств при ограниченной чувствительности датчиков положения

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

В курсе «Системы управления электроприводов» (СУЭП) изучаются примеры промышленных систем электроприводов, рассматриваются методы их расчета и наладки. Он является одним из курсов, завершающих образование студентов специальности 1804 «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов», и строится с учетом полученных студентами знаний по электрическим машинам и аппаратам, промышленной электронике, элементам автоматизированного электропривода и теории электропривода. Методической основой курса СУЭП является теория автоматического управления.

СУЭП является одним из наиболее динамично развивающихся учебных курсов. Его потребности предопределили появление в разное время в учебных планах специальности 1804 таких предметов, как «Теория автоматического управления», «Элементы автоматизированного электропривода», «Микропроцессорные средства и системы управления электроприводов».

Большое разнообразие СУЭП требует их классификации. Наиболее важными классификационными признаками следует считать функциональный, структурный и конструкционный (рис. В.1).

В основе тех функций, которые выполняются СУЭП, лежат требования технологического процесса. Электропривод обеспечивает движение механического исполнительного органа. Функциональный признак является наиболее важным, так как с выяснения требований технологического процесса начинается составление технических условий на проектируемый электропривод Классификация электроприводов по типу регулируемой координаты механической системы является наиболее естественной. Здесь обычно выделяют системы регулирования усилия (момента), скорости или положения рабочего механизма. При этом встречаются системы как прямого регулирования, так и косвенного. Например, системы регулирования усилия редко выполняются с датчиками усилий. Значительно чаще встречаются системы косвенного регулирования, например, с обратной связью по току якоря двигателя постоянного тока.

Регулирование тока применяется как в случае непосредственного контроля усилия на рабочем органе (например, поддержание натяжения наматываемой полосы на моталках станов холодной прокатки), так и при формировании процессов пуска и торможения электропривода с заданным темпом. Системы регулирования скорости также могут выполняться как прямыми, так и косвенными, например, с обратной связью по напряжению на якоре. Системы регулирования положения получили также название следящих электроприводов.

Уровень требований к электроприводу со стороны различных технологических агрегатов может весьма значительно отличаться, и это отразится на возможной структуре СУЭП. В зависимости от требуемой точности регулирования применяют разомкнутые (без обратных связей) или замкнутые (с обратными связями) СУЭП.

Если электропривод, работая на естественной механической характеристике двигателя, обеспечивает требуемую точность регулирования, целесообразнее применить разомкнутую систему регулирования. В случаях, требующих более высокой точности регулирования, применяют замкнутые системы. Сегодня более 95% всех электроприводов выполнено по разомкнутому принципу. Однако обострившиеся проблемы энерго- и ресурсосбережения требуют более широкого применения регулируемых электроприводов и, следовательно, замкнутых систем. Так, по мнению американских экспертов, доля регулируемых электроприводов может быть доведена до 30...40%, но относительно высокие цены на электронные компоненты препятствуют массовому применению регулируемого электропривода.

Особую группу замкнутых СУЭП образуют адаптивные системы - такие, которые при изменении внешних воздействий или параметров электропривода так изменяют свои структуру и (или) параметры корректирующих связей, чтобы выбранный показатель качества регулирования (например, производительность, точность и т.д.) стал наибольшим. Например, в электроприводе подачи колонны бурильного станка нужно добиться максимальной скорости проходки скважины. Если изменять усилие подачи, начиная с нуля, то сначала скорость проходки растет, достигает максимума, а затем снижается из-за возрастающих потерь в очаге разрушения породы. Другими словами, зависимость показателя качества (производительности станка) от величины усилия носит экстремальный характер. Существо же синтеза экстремальной системы регулирования заключается не столько в учете существования этого максимума, сколько в необходимости учета его смещения в зависимости от типа встречающейся горной породы, что обычно предусмотреть заранее нет возможности.

Другим примером адаптивной системы может служить электропривод такого часто встречающегося механизма, как моталка стана холодной прокатки полосы. При намотке полосы на барабан моталки диаметр рулона может изменяться в весьма значительном (до 2,5...3 и более раз) диапазоне. Поэтому электропривод, настроенный при работе на начальный (малый) диаметр рулона, при больших диаметрах из-за изменения момента инерции электропривода и соотношения между угловой и окружной скоростями рулона должен быть перестроен.

Наконец, конструкционный признак электропривода важен потому, что различные по принципу своей работы типы электродвигателей требуют и различной аппаратуры. Здесь принято выделять электроприводы постоянного тока (с двигателями независимого или последовательного возбуждения), асинхронные и синхронные.

В основу настоящего пособия положен курс лекций, читаемых автором на протяжении многих лет на кафедре электропривода Южно-Уральского государственного университета (ранее - Челябинского политехнического института). Структура этого курса была в свое время заложена Ю.А. Борцовым. На методику изложения курса весьма благоприятно повлияла совместная многолетняя работа автора с Г.В. Суворовым.

Все годы своей преподавательской работы в вузе автор получал значительную поддержку от коллектива кафедры автоматизированного электропривода Московского энергетического института. В особом долгу автор перед Н.Ф. Ильинским и В.М. Тереховым за их постоянное внимание и доброжелательность в работе.

Автор благодарит студентов Е.Е. Боголюбова и Е.А. Шинкаренко, которые вложили много труда при подготовке рукописи, а также Е.В. Ананина за помощь в издании книги.

Скачать книгу "Системы управления электроприводов". Издательство Южно-Уральского государственного университета, Челябинск, 2001

143502 МО, г.Истра-2, ул. Заводская, 43А. Тел. (49631) 4-66-21. E-mail: toroid2011@mail.ru