АВТОМАТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ С ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ

АННОТАЦИЯ

Статья рассматривает применение электрических двигателей в системах автоматического управления.

ABSTRACT

The paper examines the use of electric motors in automatic control systems.

Ключевые слова: электричество, двигатель, система, автоматика.

Keywords: electricity, motor, system, automatics.

Электродвигатели являются отличной альтернативой двигателям внутреннего сгорания, так как они устроены намного проще и имеют меньше подвижных механизмов внутри себя. Управлять двигателем постоянного ток в системе автоматического управления (САУ) можно посредством изменения скорости вращения ротора, относительно некоторого входящего сигнала, либо стабилизировать какую-то определенную величину скорости и сохранять ее при воздействии факторов окружающей обстановки устройства.

Существует 4 способа управления, в основе которых лежат принципы:

• управление по типу реостатно-контакторного взаимодействия;
• управление по типу «генератор-двигатель» в САУ;
• управление по типу «управляемый выпрямитель-двигатель» в САУ;
• управление по типу импульсного взаимодействия.

Все вышеперечисленные способы управления рассматриваются в дисциплине теория автоматического управления (ТАУ) и в курсах про электропривод.

В реостатно-контакторном управлении электромеханических систем (рисунок 1) обычно реализуются 3 схемы взаимодействия:

• при изменении скорости от 0 до n включают якорное управление;
• при повышении скорости используют полюсное управление;
• чтобы регулировать скорость вращения реостаты включаются в цепь якоря и обмоток возбуждения одновременно.

Все три схемы используются только для ручного управления скоростью вращения электродвигателя. Чтобы управлять скоростью автоматически, с использованием САУ, необходимо включить в нее возможность ступенчатого переключения сопротивлений  и  при взаимодействии с контакторами реле или коммутаторов.

Рисунок 1. Схема РКСУ на примере трамвайных вагонов

Система «генератор-двигатель» (рисунок 2) осуществляет управление с помощью изменения частоты вращения от 0 до n, которое зависит от сопротивления  и напряжения . Чтобы увеличить скорость электродвигателя необходимо изменять  – когда ток обмотки возмущения уменьшается, вместе с ним падает величина потока , что сказывается на повышении скорости до n. Управление двигателем производится с помощью регулирования токов возбуждения в системе «генератор-двигатель», и при этом легко встраивается под регулирование САУ.

Рисунок 2. Система «генератор-двигатель»

Управление по типу «управляемый выпрямитель-двигатель» (рисунок 3) мало отличается от предыдущей схемы управления, однако вместо регулируемого источника напряжения, состоящего из, к примеру, трехфазного электродвигателя переменного тока, применяется управляемый трехфазный тиристорный выпрямитель электрического тока.

Рисунок 3. Система «управляемый выпрямитель-двигатель»

Импульсное управление (рисунок 4) осуществляется с помощью подачи на электродвигатель импульсов напряжения, передатчиком которых является импульсный прерыватель, с широко-импульсной модуляцией (ШИМ) или времяимпульсной модуляцией (ВИМ), в согласовании с заданным напряжением управления. То есть, скорость вращения электродвигателя получается из изменения времени подачи напряжения на электромотор – происходит чередование периодов разгона и сброса скорости.

Рисунок 4. Система импульсного управления

Список литературы:

1. https://topref.ru/referat/70143.html (дата обращения: 10.10.2021)
2. https://www.vestnik-donstu.ru/jour/article/view/334/335 (дата обращения: 12.10.2021)