Автор: Пущинский М.И.
Источник: http://www.uran.donetsk.ua/~masters/2010/etf/pushinskiy/library/translate.htm
Электропривод — это устройство или группа устройств, которая служит для регулирования поведением электродвигателя по некоторому заранее разработанному сценарию [1]. Электропривод может включать следующие элементы: ручные или автоматические средства для запуска и остановки двигателя, выбор направления вращения, выбор и регулирование скорости, регулирование или ограничение крутящего момента, а также защита от перегрузок [2].
Каждый электродвигатель должен иметь какое-нибудь управляющее устройство (контроллер). Контроллер двигателя может иметь различные особенности и сложность в зависимости от задачи, которую будет выполнять двигатель.
Простейший случай — это коммутатор, позволяющий подключить двигатель к источнику питания, например, в небольших бытовых приборах и электроинструментах. Переключатель может быть ручным или может быть релейным или контакторным способом подключен к той или иной форме датчика для автоматического запуска и остановки двигателя. Переключатель может иметь несколько позиций, чтобы выбрать различные соединения для двигателя. Это даёт возможность осуществлять пуск двигателя с ограниченным напряжением, отмену управления или выбор нескольких скоростей. Защита от перегрузки и токовая защита в очень маленьких контроллерах двигателя, которые полагаются на поддержку максимальной токовой защиты самой цепью, может быть опущена. Малые двигатели могут иметь встроенные устройства для перегрузки, чтобы автоматически открывать схему при перегрузках. Большие двигатели имеют защитное реле перегрузки или температурные датчики реле включенные в контроллер и плавкие предохранители или автоматические выключатели для максимальной токовой защиты. Автоматический регулятор двигателя может также включать концевые выключатели и другие устройства для защиты ведомой машины.
Более сложные контроллеры могут быть использованы для точного контроля скорости и крутящего момента в подсоединённых двигателях (или электродвигателях), и могут быть частью замкнутой системы управления с обратной связью для точного позиционирования ведомой машины. Например, численно контролируемый станок режущего инструмента будет точно позиционируемым в соответствии с запрограммированным профилем и будет компенсировать различные нагрузки условий и возбуждающих сил, чтобы сохранить позиции инструмента.
Контроллеры двигателя могут быть ручными, дистанционно или автоматически управляемыми. Они могут включать лишь средства для запуска и остановки двигателя, либо ещё и другие функции. [2][3][4]
Электрические контроллеры двигателя могут быть классифицированы по типу двигателя: постоянный магнит, серворуль, последовательный, с независимым возбуждением и переменного тока
Контроллер подключен к источнику питания (аккумулятор или блок питания), и он контролирует схемы с помощью аналоговых или цифровых входных сигналов.
Маленький двигатель может быть запущен простым подключением его к электрической сети или с помощью выключателя/выключателя. Двигатель больших размеров требует специализированных блоков коммутации, которые называются пускатели или контакторы двигателя. При включении питания, стартер «непосредственно на линии» сразу подсоединяет клеммы двигателя к источнику питания. Пускатели плавного пуска соединяют двигатель с источником питания с помощью устройства снижения напряжения и увеличения напряжения постепенно или поэтапно. [2][3][4]
Привод с регулируемой или переменной скоростью представляет собой сочетание взаимосвязанного оборудования, которое предоставляет средства для управления и корректировки скоростью работы механической нагрузки. Электрический привод с регулируемой скоростью состоит из электродвигателя и контроллера скорости, а также силовых преобразовательных вспомогательных устройств и оборудования. В общем случае, термин "привод" часто применяется в смысле контроллера. [3][4]
Диодные управляющие устройства для двигателей постоянного тока преобразовывают переменный ток в постоянный ток с регулируемым напряжением. Малые приводы постоянного тока широко распространены в промышленности, и работают от линии напряжения, с мощностью двигателя 90В на линии 120В, и 180 В для линии 240В. Большие приводы, до тысячи лошадиных сил, работают от трёхфазной линии, и используются в таких областях, как прокатный стан, бумагоделательная машина, экскаватор, и судно в движении. Приводы постоянного тока доступны в реверсивной и нереверсивной модели. Осциллограммы тока через двигатель (с однофазным приводом) будет иметь сильную рябь из-за переключения на линии частоты. Это может быть уменьшено путём использования многофазного питания или сглаживающих дросселей в цепи двигателя, в противном случае рябь токов провоцирует нагревание двигателя, лишний шум и потерю крутящего момента двигателя.
Сервоприводы используют обратную связь, чтобы закрыть контур управления. Это обычно осуществляется с помощью кодера, решающего устройства и датчиков эффекта Холла, чтобы непосредственно измерить положение ротора. Иначе измеряется ЭДС в управляемых катушках, чтобы сделать вывод о положении ротора, и поэтому их часто называют приводами "без датчиков".
Сервопривод может управлять с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Как долго пульс остается высоким (обычно от 1 до 2 мс) определяет, где двигатель будет пытаться позиционировать себя. Другой метод контроля – это импульс и направление.
Шаговый или шагающий двигатель синхронный, бесщёточный, имеет большое количество полюсов, многофазный. Контроль, как правило, но не всегда, осуществляется с помощью открытого контура. В связи с этим, точное позиционирование с шаговым проще и дешевле, чем с приводом закрытого цикла.