1. Вводная часть

1. Общие понятия, структурная схема аэп

ЭП – электромеханическая система, преобразующая электрическую энергию в механическую.

Управление (У) – организация процесса преобразования энергии, которое обеспечивает в статике и динамике нужную характеристику.

Автоматическое управление (АУ) – управление, осуществляемое без участия оператора.

Автоматическое управляющее устройство (АУУ) – совокупность средств, обеспечивающих автоматическое управление приводом.

Автоматизированный электропривод (АЭП) – ЭП с АУУ

АЭП = ЭП + АУУ

Обобщенная структурная схема представлена на рисунке 1.1, где приведены следующие обозначения:

ЭЭ – электроэнергия.

ЭП: ЭД – электродвигатель – основная часть электропривода; ИМ – исполнительный механизм; П – преобразователь – преобразует энергию сети в электроэнергию с номинальными параметрами. С помощью него осуществляется управление потоком энергии, подводимой к двигателю.

АУУ: КО – командный орган – служит для преобразования командных сигналов в электрические сигналы, которые удобны для обработки другими звеньями ЭП; ФЧ – функциональная часть; АУУ – преобразует командные сигналы, формирует требуемый процесс управления (сюда входят все регуляторы, имеющиеся в системе); ИУ (Д) – измерительные устройства (датчики) – измеряют контролируемые параметры (как электрические, так и не электрические) и преобразуют их в электрические сигналы; ПУ – промежуточный усилитель.

2. Историческая справка

1800 г – элемент вольта (вольтов столб);

1

ЭП

834 г – первый двигатель А.С. Якоби;

1838 г – первый электропривод. Якоби поставил двигатель на свою яхту;

1800 г – первое промышленное применение – на военных кораблях;

1890 г – на промышленных предприятиях;

1920 г – появились реле, контакторы и прочая элементная база АУУ;

1930 г – промышленное применение ЭП – система Генератор –Двигатель (ГД);

1

АЭП

940 г – АЭП с электромашинными усилителями и появились силовые машинные усилители;

1950 г – появился ионный ЭП (на ртутных вентилях, инертроны, театроны);

1960 г – появились тиристоры, а, следовательно, тиристорный АЭП;

1990 г – IGBT транзисторы – гибриды, у которых на входе – полевой транзистор, на выходе – биполярный.

3. Задачи, решаемые аэп

З адачи, решаемые АЭП, в соответствии с рисунком 1.2, зависят от характера входного сигнала х(t) и его соответствия требуемому закону изменения выходного сигнала у(t).

1. Формирование требуемого закона изменения выходного сигнала в переходных режимах. Эта задача решается, когда входной сигнал прикладывается скачком и определяет либо конечное значение регулируемой величины, либо является просто командой на пуск, торможение, реверс и т.д.

У(t)=f₁{х(t)}, где f₁ – функция зависимости от допустимых токов двигателя, ускорения, температуры и т.д.

2. Поддержание с некоторой точностью в статике и динамике соответствия между выходной величиной и задающим воздействием. Задача решается, когда х(t) является желаемым законом изменения у(t).

у(t)=кх(t) – такое соответствие выдерживать достаточно сложно, т.к.:

1. действуют возмущения (изменения момента на валу, напряжения питающей сети, температуры и т.д.);

2. имеется инерционность элементов АУУ и ЭП;

3. имеется нестабильность параметров звеньев;

4. ограниченная чувствительность звеньев;

5. неоднозначность элементов (гистерезис).

3.Оптимизация процесса изменения выходной регулируемой величины при изменении задающего воздействия в соответствии с принятыми критериями качества.

У(t)=f₂[х(t)], где f₂ – определяется принятым критерием, например, быстродействием, колебательностью, потерями.