Внимание! Материал для дополнительного изучения к разделу «Электрический привод» металлорежущих станков.
⇐ ПредыдущаяСтр 8 из 8 ПРИМЕНЕНИЕ СИСТЕМЫ ШИРОТНО- ИМПУЛЬСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ – ДВИГАТЕЛЬ В приводах рабочих движений МРС на основе требований к управляемым источникам питания для управления электродвигателями применяется система широтно-импульсный преобразователь – двигатель. Автоматизированные электроприводы (АЭП), в особенности электроприводы (ЭП) с полупроводниковыми преобразователями, используются во многих отраслях народного хозяйства: в машино- строении, металлургии, станкостроении, химической промышлен- ности, робототехнике, самолетостроении, космической технике и др. Технические средства, используемые при создании АЭП с по- лупроводниковыми преобразователями, непрерывно совершенст- вуются, а технико-экономические требования, предъявляемые к таким электроприводам, все более повышаются. Одним из наибо- лее перспективных направлений в создании высококачественных и надежных автоматизированных электроприводов в станкостроении явилось широкое применение в них микропроцессоров, мик-ро-ЭВМ, элементов и устройств цифровой техники. Указанному направлению в развитии АЭП в значительной мере отвечают электроприводы с силовыми транзисторными преобразователями. Как известно, подобные электроприводы отлича- ются весьма существенными достоинствами, в частности высокими энергетическими показателями – КПД и коэффициентом мощно- сти, малыми габаритами и массой, стабильностью характеристик и их слабой зависимостью от параметров силовых транзисторов, ра- ботающих в ключевом режиме, высоким быстродействием, воз- можностью оптимизации параметров электроприводов с помощью микропроцессоров и микро-ЭВМ. Силовые транзисторные преоб-
разователи позволяют строить как нереверсивные, так и реверсив- ные электроприводы постоянного и переменного тока. В современной технике можно выделить различные пути по- строения электроприводов. В частности, реализацию специализи- рованных вычислительных устройств и цифровых корректирую- щих устройств электроприводов возможно осуществить либо на микропроцессорах, либо на интегральных микросхемах средней и малой степени интеграции. Выбор той или иной конкретной струк- туры электропривода и, соответственно, схемной реализации спе- циализированного вычислительного устройства определяется, прежде всего, сложностью алгоритмов работы и способами связи электропривода с управляющей ЭВМ. Полупроводниковые преобразователи электроприводов по- стоянного и переменного тока должны удовлетворять следующим основным требованиям двусторонней проводимости энергии меж- ду источником питания и исполнительным двигателем для обеспе- чения его работы во всех квадрантах механической характеристи- ки; малого и не зависящего от тока выходного сопротивления для получения механических характеристик, близких к естественным, и в конечном счете для получения хороших статических и динами- ческих характеристик электропривода в целом; жесткой внешней характеристики; малой инерционности; высокого КПД; достаточ- ной перегрузочной способности для обеспечения необходимых форсировок в переходных режимах работы привода; высокой по- мехозащищенности; надежности; приемлемых массогабаритных показателях; отсутствия влияния на сеть. Перечисленным основным требованиям в наибольшей степе- ни удовлетворяют транзисторные преобразователи, работающие в режиме переключения и питающиеся от источника постоянного напряжения. Такие преобразователи в электроприводах постоянно-
го тока получили название широтно-импульсных (ШИП). Важным техническим показателем ШИП-Д являются высокое быстродействие при отработке управляющих и возмущающих воз- действий.
Рис. 1. Электрическая схема силового блока транзисторного ШИП. Рис. 2 Функциональная схема транзисторного ШИП.
1-Усилитель рассогласования контура скорости. 2-Блок токоограничения. 3-Усилитель контура тока. 4-ШИМ-модулятор. 5-Оптронная развязка. 6-Силовой блок. 7-Блок адаптации. 8-Источник питания. 9-Устройство защиты от высоких напряжений. 10-Датчик тока с гальванической развязкой. 11-Блок изменения токовой отсечки.
Более высокое быстродействие ШИП-Д при отработке управляющих воздействий позволяет достигнуть увеличения скорости обработки по контуру при заданной точности. В ШИП-Д удается увеличить быстродействие под нагрузкой на самых низких скоростях перемещений, а также увеличить точность и сократить время позиционирования, вследствие чего система ШИП-Д используются в механизмах подач станков с программным управлением и в роботах со сложными законами управления перемещений. Поэтому применение ШИП-Д с более высокой частотой коммутации позволяет сократить потери в двигателях и габариты сглаживающего реактора. Сокращение потерь в двигателе позволяет соответственно увеличить число циклов в минуту. Когда время разгона и торможе- ния в цикле ограничено 20 - 50 мс, а значения тока и ускорения при- вода в переходном режиме ограничены по условиям допустимых потерь, заметное влияние оказывает время нарастания тока в якоре, зависящее от настройки регуляторов скорости и тока скоростного контура. Высокое быстродействие ШИП-Д при отработке возмущаю- щих воздействий позволяет получить более высокую равномерность перемещений. Благодаря этому свойству ШИП-Д успешно приме- няются в координатно-измерительных машинах, установках для ла- зерной обработки и контроля микросхем, установках для вытяжки кристаллов и других устройствах, в которых требуются плавность перемещений с низкими скоростями (0, 05 - 1, 0 мм/мин). Современ- ные ШИП-Д при работе только скоростного контура обеспечивают регулирование скорости в диапазоне 1: 30000 с нормированными по-
казателями неравномерности и стабильности. Все перечисленные преимущества обусловили расширение выпуска ШИП-Д мощностью до 6 - 12 кВт во всех промышленно развитых странах. Этому способствовало снижение стоимости и по- вышение надежности транзисторов на напряжения 300 - 400 В и то- ки до 1000 А, транзисторных сборок в интегральном исполнении на базе указанных транзисторов со встроенной защитой, диодных сбо- рок в интегральном исполнении на базе быстрозапирающихся вен- тилей на токи до 100 А, гибридных микросхем. Благодаря появле- нию этих новых элементов удельные габаритные и стоимостные по- казатели блоков преобразователей и источников питания ШИП-Д приблизились к показателям тиристорных шестипульсных УВ. Широтно-импульсный принцип регулирования проще сочета- ется с непосредственным цифровым управлением, что определило создание цифровых ШИП-Д, обеспечивающих более рациональную структуру комплекса «управляющая ЭВМ – электропривод», воз- можность реализации более сложных законов управления для меха- низмов с переменными моментами инерции и упругостью (напри- мер, роботов), исключение тахогенератора.
Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|