Новые типы электроприводов

Содержание

Слайд 2

Электропривод.

Электропривод с вентильным двигателем

Вентильным называется синхронный двигатель с
электронным коммутатором напряжения,

Электропривод. Электропривод с вентильным двигателем Вентильным называется синхронный двигатель с электронным коммутатором
к которому
подключена обмотка статора, и датчиком положения
ротора, установленным на вал двигателя и управляющим
работой коммутатора в зависимости с положения ротора.
Датчик положения ротора генерирует периодические
сигналы, по которым открываются и закрываются ключи
коммутатора, подключающего к сети соответствующие
обмотки статора.

Слайд 3

Электропривод.

Электропривод с вентильным двигателем

Система вентильной коммутации
обычно состоит из датчика
синхронизирующих сигналов,

Электропривод. Электропривод с вентильным двигателем Система вентильной коммутации обычно состоит из датчика

системы формирования сигналов
управления и управляемого
коммутатора.

Слайд 4

Электропривод.

Электропривод с вентильным двигателем

Датчик синхронизирующих сигналов задает порядок и частоту переключения

Электропривод. Электропривод с вентильным двигателем Датчик синхронизирующих сигналов задает порядок и частоту
элементов коммутатора. При позиционном управлении - это датчик положения ротора, а при фазовом - датчик фазы напряжения якорной обмотки.

Слайд 5

Электропривод.

Электропривод с вентильным двигателем

Датчик положения ротора представляет собой встроенный в машину

Электропривод. Электропривод с вентильным двигателем Датчик положения ротора представляет собой встроенный в
узел, состоящий из чувствительных элементов, закрепленных на статоре, и сигнальных элементов, закрепленных на роторе.
Обычно используются фотоэлектрические или магнитомодуляционные датчики.

Слайд 6

Электропривод.

Электропривод с вентильным двигателем

Система формирования сигналов управления обеспечивает усиление и формирование

Электропривод. Электропривод с вентильным двигателем Система формирования сигналов управления обеспечивает усиление и
синхронизирующих сигналов.
Управляемый коммутатор осуществляет бесконтактные переключения в силовых цепях вентильного двигателя.

Слайд 7

Электропривод.

Электропривод с вентильным двигателем

В управляемых коммутаторах на полупроводниковых приборах используются полностью управляемые

Электропривод. Электропривод с вентильным двигателем В управляемых коммутаторах на полупроводниковых приборах используются
приборы (транзисторы, двухоперационные тиристоры) и не полностью управляемые (тиристоры, семисторы).
По способу коммутации управляемые коммутаторы на не полностью управляемых полупроводниковых приборах можно разделить на три вида: с естественной, принудительной и смешанной коммутацией.

Слайд 8

Электропривод.

Электропривод с вентильным двигателем

При естественной коммутации переключения происходят под действием ЭДС

Электропривод. Электропривод с вентильным двигателем При естественной коммутации переключения происходят под действием
якорной обмотки.
При принудительной коммутации управление тиристорами осуществляется под действием коммутирующего напряжения отдельного источника либо напряжения питающей сети.
При смешанной коммутации имеет место комбинация первого и второго способов.

Слайд 9

Электропривод.

Электропривод с вентильным двигателем

Вентильные двигатели могут питаться от сети как постоянного, так

Электропривод. Электропривод с вентильным двигателем Вентильные двигатели могут питаться от сети как
и переменного тока. Если управляемый коммутатор питается от сети постоянного тока, то он представляет собой инвертор — преобразователь постоянного тока в переменный. Если управляемый коммутатор подключен к сети переменного тока, тo он выполняет функции преобразователя частоты.

Слайд 10

Электропривод.

Электропривод с шаговым двигателем

Исполнительные органы некоторых рабочих машин и механизмов должны совершать

Электропривод. Электропривод с шаговым двигателем Исполнительные органы некоторых рабочих машин и механизмов
строго дозированные перемещения с фиксацией своего положения в конце движения. В ЭП таких машин и механизмов успешно применяются шаговые двигатели (ШД) разных типов, образующие основу дискретного ЭП.

Слайд 11

Электропривод.

Электропривод с шаговым двигателем

Шаговый двигатель по принципу своего действия аналогичен синхронному,

Электропривод. Электропривод с шаговым двигателем Шаговый двигатель по принципу своего действия аналогичен
но в отличие от последнего магнитное поле ШД перемещается (вращается) не непрерывно, а дискретно, шагами.
Это достигается за счет импульсного возбуждения обмоток ШД с мощью электронного коммутатора, который преобразует одноканальную последовательность управляющих импульсов в многоканальную систему напряжений, прикладываемых к его обмоткам (фазам).

Слайд 12

Электропривод.

Электропривод с шаговым двигателем

Дискретному характеру напряжения на фазах ШД соответствует дискретное вращение

Электропривод. Электропривод с шаговым двигателем Дискретному характеру напряжения на фазах ШД соответствует
(перемещение) электромагнитного поля в воздушном зазоре, вследствие чего движение ротора состоит из последовательных элементарных поворотов или шагов.

Слайд 13

Электропривод.

Электропривод с шаговым двигателем

Ротор набирается из листов электротехнической стали. Число зубцов

Электропривод. Электропривод с шаговым двигателем Ротор набирается из листов электротехнической стали. Число
ротора zр определяет собой число пар полюсов и величину его шага (при заданной схеме переключения обмоток).
Зубцы на полюсных выступах статора нарезаны с тем же шагом, что и на роторе, при этом смежные гребенчатые зубцовые зоны статора взаимно смещены относительно зубцов ротора на ¼ зубцового деления.

Слайд 14

Электропривод.

Электропривод с шаговым двигателем

ШД имеет на статоре две пары явно выраженных

Электропривод. Электропривод с шаговым двигателем ШД имеет на статоре две пары явно
полюсов, на которых находятся обмотки возбуждения (управления).
Каждая из обмоток состоит из двух частей, находящихся на противоположных полюсах статора.

Слайд 15

Электропривод.

Электропривод с шаговым двигателем

Питание фазных обмоток производится однополярными импульсами напряжения. При

Электропривод. Электропривод с шаговым двигателем Питание фазных обмоток производится однополярными импульсами напряжения.
протекании тока в одной или двух смежных фазах ротор ШД стремится занять положение, при котором его зубцы соосны с зубцами возбуждения гребенчатых зон статора.
Поскольку зубцовые зоны статора смещены на ¼ зубцового деления относительно зубцов ротора, то перенос возбуждения на смежную пару диаметральных полюсных выступов статора при переключении обмоток вызывает поворот ротора на шаг равный ¼ зубцового деления.

Слайд 16

Электропривод.

Электропривод с шаговым двигателем

В схемах потенциального управления напряжения на обмотках ШД изменяется

Электропривод. Электропривод с шаговым двигателем В схемах потенциального управления напряжения на обмотках
только в моменты поступления управляющих импульсов.
При отсутствии сигнала на входе коммутатора одна обмотка или группа обмоток ШД, включенных последним импульсом, остается под напряжением. Положение ротора фиксируется неподвижным в пространстве полем статора.

Слайд 17

Электропривод.

Электропривод с шаговым двигателем

а)

б)

1/f

1/f

Электропривод. Электропривод с шаговым двигателем а) б) 1/f 1/f

Слайд 18

Электропривод.

Электропривод с шаговым двигателем

Промышленностью серийно выпускается широкая номенклатура шаговых двигателей:
магнитоэлектрические четырехфазные

Электропривод. Электропривод с шаговым двигателем Промышленностью серийно выпускается широкая номенклатура шаговых двигателей:
двигатели серий ШДА и ШД имеют шаг 22,5 и 180;
индукторные четырехфазные двигатели серии ШДР обеспечивают величину шагов от 15 до 30.

Слайд 19

Электропривод.

Электропривод с шаговым двигателем

Электропривод. Электропривод с шаговым двигателем

Слайд 20

Электропривод.

Электропривод с шаговым двигателем

Сигнал управления в виде импульсов напряжения поступает, на

Электропривод. Электропривод с шаговым двигателем Сигнал управления в виде импульсов напряжения поступает,
вход блока 2 от программного или другого внешнего командного устройства.
Блок 2 видоизменяет эти импульсы, формируя их по длительности и амплитуде, как необходимо для нормальной работа последующих блоков схемы.
Распределитель импульсов 3 преобразует последовательность сформированных импульсов, например в четырехфазную систему однополярных импульсов напряжения.

Слайд 21

Электропривод.

Электропривод с шаговым двигателем

Импульсы с выхода распределителя 3 усиливаются с помощью промежуточного

Электропривод. Электропривод с шаговым двигателем Импульсы с выхода распределителя 3 усиливаются с
усилителя 4 и поступают на коммутатор 5, питающий обмотки ШД 8. Обычно коммутатор питается от источника постоянного тока выпрямителя 12 и обеспечивает в обмотках ШД пульсирующий ток одного направления.

Слайд 22

Электропривод. Ч.1

Электропривод с шаговым двигателем

Рассмотренная разомкнутая схема управления ШД не всегда обеспечивает

Электропривод. Ч.1 Электропривод с шаговым двигателем Рассмотренная разомкнутая схема управления ШД не
высокие динамические свойства, точность и энергетические показатели ЭП. Поэтому современные схемы управления ШД содержат дополнительные узлы, с помощью которых характеристики ЭП улучшаются. К таким узлам относятся частотно - импульсный регулятор напряжения 11, усилитель обратной связи тока, блок электронного дробления шага 13, блок плавного разгона и торможения (датчик интенсивности) 1, датчик положения ротора и скорости 7, и цифровой регулятор 6.
Регулятор 11 и усилитель 10, связанные с узлом сравнения 9, служат для автоматической стабилизации тока в обмотках ШД и подержания его момента, что существенно улучшает энергетические показатели работы двигателя. Стабилизация тока осуществляется введением отрицательной обратной связи по току, с помощью которой за счет регулирования частоты переключения регулятора (частотно-импульсная модуляция) изменяется среднее значение напряжения питания и тем самым регулируется ток в обмотках ШД.

Слайд 23

Электропривод с шаговым двигателем

Задача формирования тока в обмотках ШД решается также

Электропривод с шаговым двигателем Задача формирования тока в обмотках ШД решается также
при использовании коммутатора 5, обладающего свойствами источника тока. В этом случае отпадает надобность в обратной связи току и блоках 11 и 10.
Для улучшения качества движения ШД при низких частотах повышения точности отработки входных импульсов управления помощью блока 13 уменьшается единичный шаг ШД.
Улучшение динамических свойств дискретного ШД, в частности увеличение диапазона рабочих частот входного сигнала, значительно превышающих частоту приёмистости двигателя, может быть достигнуто введением в схему блока 1, обеспечивающего разгон и торможение двигателя с заданным темпом, при котором еще не происходит пропускание управляющих импульсов. При использовании блока 1 область рабочих частот шагового электропривода может бы увеличена в 2... 3 раза.

Электропривод.

Имя файла: Новые-типы-электроприводов.pptx
Количество просмотров: 19
Количество скачиваний: 0