Министерство образования и науки Украины

Донбасская государственная машиностроительная академия

Конспект лекций

по курсу

«Автоматизированный электропривод»

(для студентов специальности 7.092501)

Краматорск 2010

УДК 62-83

Конспект лекций по курсу «Автоматизированный электропривод» (для студентов специальности 7.092501) / Сост. О.В. Субботин. - Краматорск : ДГМА, 2010. – 96 с.

Изложена методика структурного проектирования регулируемых и следящих электроприводов постоянного тока, а также структура и методика выбора комплектных источников питания для станочных электроприводов. Приводится их оценка в статических и динамических режимах.

Составитель О.В. Субботин, доцент

Отв. за выпуск О.В. Субботин,доцент

Содержание

1 Введение в курс «Автоматизированный электропривод» 5

1.1 Предмет курса 5

1.2 Задачи курса 6

1.3 Анализ разновидностей САУ ЭП 6

1.4 Функциональная схема РЭП и СЭП 6

2 АНАЛОГОВЫЕ САУ ЭП 8

2.1 Статические режимы аналоговых САУ ЭП 8

2.1.1 Математический аппарат для оценки статических режимов САУ ЭП 9

2.1.2 Статические характеристики для двигателя постоянного тока в зависимости от способа питания 9

2.1.3 Статика узла с отрицательной обратной связью по напряжению 12

2.1.4 Статика узла с обратной связью по скорости 14

2.1.5 Статика узла с обратными связями по току 16

2.1.6 Статика узлов с задержанными обратными связями 17

2.1.7 Статика системы с подчиненным регулированием и последовательной коррекцией 18

2.1.8 Статический режим двухконтурной системы с подчиненным управлением (для регулируемого электропривода с обратными связями с отсечками по скорости и по току) 21

2.1.9 Методика построения упорной характеристики 23

2.2 Динамика аналоговых САУ ЭП 26

2.2.1 Оценки динамического режима 27

2.2.2 Математический аппарат для описания динамики 27

2.3 Передаточные функции звеньев, входящих в систему ЭП 29

2.4 Методика построения переходных процессов на основе использования структурной схемы САУ ЭП 35

2.5 Синтез САУ ЭП 40

2.5.1 Методика оптимизации 40

2.5.2 Оптимизация внешнего контура — контура скорости (синтез регулятора скорости) 46

2.5.3 Особенности и разновидности источников питания САУ ЭП 47

2.5.4 Особенности трехфазных тиристорных преобразователей 50

2.5.5 Инверторный режим 56

2.5.6 Современные комплектные тиристорные преобразователи 58

2.5.7 Тиристорный преобразователь частоты 59

2.5.8 Разновидности преобразователей частоты 61

2.5.9 Особенности стандартных ТПЧ на базе АИТ 62

2.5.10 Особенности широтно-импульсного преобразователя (ШИП) 63

2.5.11 Особенности реверсивного ШИП 65

3 СТАНОЧНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД 67

3.1 Определение, конструктивные и технологические особенности РЭП 67

3.1.1 Структура РЭП 67

3.1.2 Конструктивные и технологические особенности САУ РЭП 68

3.1.3 Требования, предъявляемые к РЭП 69

3.2 Определение, конструктивные и технологические особенности СЭП 70

3.2.1 Конструктивные особенности СЭП 70

3.2.2 Требования, предъявляемые к СЭП 73

3.2.3 Разновидности СЭП 73

3.2.4 Классификация следящих приводов по виду задания, по порядку астатизма, по виду переходных процессов и по величине ошибки 74

3.3 Особенности двухзонного регулирования 75

3.3.1 Примеры реализации следящего электропривода 77

3.3.2 Ошибки в СЭП 79

3.4 Динамика СЭП 81

4 ЦИФРОВОЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД 83

4.1 Необходимость в цифровом приводе 83

4.2 Общая структура ЦЭП 83

4.2.1 Современные разновидности программируемых контроллеров: 84

4.2.2 Области применения программируемых контроллеров 84

4.3 Структура ЦЭП 84

4.3.1 Понятие квантования и восстановления 85

4.3.2 Особенности квантования 85

4.4 Синтез ЦЭП 88

4.4.1 Примеры реализации цифровых контуров 90

4.5 Измерительные преобразователи в СЭП 91

4.6 Разновидности датчиков 92

4.6.1 Особенности импульсных датчиков 92

4.6.2 Кодовые датчики 94

5 КОНСТРУИРОВАНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ СХЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ 95

5.1 Особенности электродвигателей для следящих приводов и роботов-манипуляторов 96

5.1 Шаговые двигатели (ШД) 96