Регулирование механических координат электропривода

Управление движением электропривода связано с принудительным, в соответствии с технологическими требованиями, изменением (регулированием) одной или нескольких его механических координат. Анализируя механическую часть электропривода (рис. 1), можно отметить два возможных способа их регулирования:

1 - изменением параметров механического преобразователя, например, передаточного отношения или радиуса приведения кинематических звеньев;

2 - изменением механических характеристик электромеханического преобразователя, например, за счет воздействия на параметры его питающей сети (напряжения, тока, частоты).

Первый способ требует применения более сложных и менее надежных механических устройств и трудно поддается автоматизации. Второй - отличается большей гибкостью в управлении и лучшими технико-экономическими показателями. Для ряда рабочих машин (например, металлорежущих станков) технически обоснован комбинированный, сочетающий оба способа, метод регулирования координат.

Регулирование координат характеризуется рядом обобщенных показателей, к числу которых относятся направление регулирования, точность, плавность, диапазон, ограничение нагрузок привода, динамические показатели качества и экономичность регулирования.

Направление регулирования определяется направлением изменения координаты х относительно ее естественного состояния х_е. Так, при увеличении координаты, речь идет о регулировании вверх от основного (естественного) состояния, а при снижении - вниз от основного. Если возможно изменение в обоих направлениях, говорят о двухзонном регулировании.

Точность регулирования определяется отношением изменения регулируемой координаты при изменении возмущения в заданном диапазоне к ее среднему значению. Оценкой точности может быть отношение максимального отклонения координаты Dх_max к ее среднему значению х_ср:

Dх_max/х_ср = (х_max - х_min)/(х_max + х_min), где х_max и х_min - максимальное и минимальное значения координаты при заданных пределах изменения возмущений F_в.max и F_{в. Min} ( рис. 2.10).

Плавность регулирования определяется коэффициентом плавности,

который представляет собой отношение текущего х_i значения координаты к разности двух х_i и х_i-1 соседних ее значений:

k_пл = х_i / ( х_i- х_i-1).

Чем выше k_{пл ,} тем выше плавность регулирования.

Диапазон регулирования определяется отношением средних максимального х _{ср. max} и минимального х _ср.min значений регулируемой координаты электропривода ( рис. 2.11) при заданном диапазоне изменения возмущающих воздействий и требуемой точности регулирования:

D = х _{ср. max} / х _ср.min .

Ограничение нагрузок привода связано с допустимым (нормативным) нагревом силовых элементов электропривода в процессе регулирования его координат. Так, для двигателя возможны ограничения длительно допустимого момента М_доп или мощности Р_доп.

Динамические показатели качества регулирования оцениваются его быстродействием, перерегулированием и колебательностью переходного процесса.

Экономичность регулирования характеризуется эксплуатационными затратами, сопровождающими процесс регулирования. В их число входят потери энергии, связанные с потерями мощности, изменением КПД и коэффициента мощности электропривода, а также затраты на дополнительное оборудование, обслуживание привода и т.п. Технико-экономическое обоснование регулируемого электропривода является наиболее ответственным этапом его реализации.

 

 

Рис.2.1. Механическая система электропривода