Приведите функциональную схему разомкнутого шагового электропривода,
перечислите основные блоки и опишите принцип действия.
Шаговый электропривод (ШЭП), называемый также дискретным, можно отнести к классу частотно-регулируемых электроприводов, регулирование скорости которых требует изменения двух параметров - частоты и фазных напряжений.
Для управления ШД применяются статические преобразователи частоты, принцип функционирования которых отличается от тех, которые применяются в частотно-управляемом асинхронном электроприводе. ШЭП управляется частотно-модулированной последовательностью импульсов, в которой частота следования импульсов управления пропорциональна средней скорости, а их число — углу поворота вала ротора.
Основные функциональные узлы разомкнутого ШЭП приведены на рисунке 1. Последовательность управляющих импульсов вырабатывается генератором импульсов (ГИ) с регулируемой частотой путем подачи управляющего сигнала Uy . Указанная последовательность импульсов может поступать также непосредственно от ЭВМ либо иного цифрового задающего устройства через преобразователь «код - частота». Сигналы с выхода ГИ калибруются по длительности и амплитуде в формирователе импульсов ФИ и через ключ управления КУ поступают на распределитель импульсов РИ.
Задачей распределителя импульсов является формирование m-фазной последовательности прямоугольных напряжений, которые распределяются дешифратором DC в соответствии с требуемым законом коммутации. В некоторых схемах функции распределителя и дешифратора могут быть объединены в одном устройстве, которое называется коммутатором К. Импульсы с выхода коммутатора усиливаются с помощью усилителя мощности УМ. Регулятор напряжения РН осуществляет импульсное регулирование напряжения на обмотках ШД при изменении частоты fу.
Для уменьшения электромагнитной постоянной времени и расширения частотного диапазона скорости последовательно с обмоткой ШД включается форсирующее сопротивление Rфр
Рисунок 1 - Функциональная схема разомкнутого шагового электропривода
Дайте понятие вентильного электродвигателя. Приведите схему управления вентильным двигателем и опишите принцип ее действия.
Вентильным (ВД) называется синхронный двигатель с электронным коммутатором напряжения, к которому подключена обмотка статора, и датчиком положения ротора, установленным на валу двигателя и управляющим работой коммутатора в зависимости от положения ротора. Датчик положения ротора генерирует периодические сигналы, по которым открываются и закрываются ключи коммутатора, подключающего к сети соответствующие обмотки статора. В результате этого магнитное поле статора вращается с той же средней скоростью, что и ротор.
Регулирование скорости ВД 4 (рисунок 1) может производиться за счет изменения напряжения на выходе выпрямителя 1 с помощью сигнала U от блока его управления 7, изменения угла управления тиристорами автономного инвертора 3 (сигнал U с выхода блока управления инвертором 6) и изменения тока возбуждения Iвм. Уровень скорости в первых случаях определяется задающим сигналом Uзс. Датчик положения ротора 5 обеспечивает посредством сигнала U, пропорционального положению движения ротора двигателя, требуемую коммутацию тиристоров инвертора 3. Реактор 2, включенный между выпрямителем 1 и инвертором 3, выполняет роль фильтра.
В последнее время ВД мощностью от 30 до 200 кВт стали исполняться бесконтактными с обмоткой возбуждения, специальным образом располагаемой на статоре вместе с трехфазной обмоткой. Ротор в этом случае представляет собой безобмоточное зубчатое колесо (зубчатку), через которое замыкается магнитный поток, создаваемый обмотками возбуждения и переменного тока. Вращается он синхронно с вращающимся магнитным полем, создаваемым трехфазной обмоткой. Обмотка возбуждения в этом случае усиливает магнитный поток и тем самым увеличивает вращающий момент двигателя.
Для получения высокого качества регулирования координат в статических и динамических режимах в ЭП с ВД используются различные обратные связи.
Рисунок 1 - Схема управления вентильным двигателем