ЕЛЕКТРОПРИВОД, ЩО СТЕЖИТЬ

ЕП, що стежить називається ЕП, який забезпечує (відтворює) із заданою точністю рух виконавчого органа робочої машини відповідно до довільно мінливого вхідного сигналу керування. Цей механічний або електричний сигнал може змінюватися в широких межах по довільному тимчасовому закону. Найчастіше він відповідає швидкості або куту повороту осі або вала пристрою, що задає. ЕП, що стежить застосовується в антенах радіотелескопів, системах супутникового зв'язку, металообробних верстатах, приводах роботів і маніпуляторів, автоматичних вимірювальних приладах і інших пристроях.

ЕП, що стежить (мал. 11.33) складається з датчиків вхідного 1 і вихідного 5 сигналів, вимірювачами неузгодженості 2, системи керування 3 і електродвигуна з механічною передачею 4, яка приводить у рух виконавчий орган 6 робочої машини.

Вхідний і вихідний датчики перетворять механічні величини (швидкість або кут повороту вала) в електричні - вхідний сигнал U_вх і сигнал зворотному зв'язка U_зз. Вимірник неузгодженості 2, алгебраїчно підсумовує ці сигнали, виробляє сигнал неузгодженості, що поступає у систему керування електродвигуном 3. ЕП, що стежить являє собою замкнену структуру, що діє за принципом відхилення.

Рис. 11.33

Система керування 3 складається з регулятора (підсилювача) і силового перетворювача, які забезпечують необхідне перетворення сигналу неузгодженості U_Δ у напругу U, що надходить на двигун. За рахунок вибору схем регулятора й перетворювача або введення коригувальних пристроїв забезпечується необхідний закон зміни цієї напруги в часі U(t) при відпрацьовуванні вхідного впливу ω_вх(t) або φ_вх(t).

Електродвигун з механічною передачею 4 відповідно до закону зміни U(t) забезпечує переміщення виконавчого органа 6. Іноді двигун з механічною передачею називають виконавчим механізмом (сервомеханізмом).

Класифікуються, ЕП, що стежать по декільком ознакам: якщо він призначений для відтворення із заданою точністю швидкості руху виконавчого органа, то називається швидкісним, а якщо положення - то позиційним.

Розрізняють також з безперервним або перериваним керуванням; останні, у свою чергу, можуть бути релейними й імпульсними. В ЕП, що стежать безперервної дії напруга, пропорційна сигналу неузгодженості, постійно подається на двигун. В ЕП, що стежать релейної дії напруга на двигун подається тільки в тому випадку, коли сигнал неузгодженості досягає певного значення. Тому релейний ЕП, що стежить має певну зону нечутливості стосовно вхідного сигналу. Імпульсний ЕП, що стежить відрізняється тим, що його керуючий вплив на двигун подається у вигляді імпульсів напруги, амплітуда, частота або заповнення яких змінюється залежно від сигналу неузгодженості. У цих випадках говорять відповідно про амплітудно-, частотне- і широтно-імпульсної модуляції сигналу керування.

В ЕП, що стежать використовуються двигуни змінного й постійного струму, різні види підсилювачів (електромашинні, магнітні, напівпровідникові, пневматичні, гідравлічні), датчики швидкості й положення й інші аналогові й цифрові пристрої керування.

ЕП,що стежить змінного струму пропорційної дії. В ЕП, що стежить широке застосування знаходять АД, які відрізняються надійністю в роботі й довговічністю. При створенні малопотужних (до 1 кВт), ЕП що стежать звичайно користуються двофазні короткозамкнені АД, у тому числі й з порожнім ротором (мал. 11.35).

Рис. 11.35

Двигун М має обмотки збудження ОЗ і керування ОК, які живляться зрушеними по фазі на 90° напругами. Регулювання швидкості АД здійснюється зміною діючого значення напруги на ОК, яка напівчастий живлення від фази А трифазної мережі змінного струму через тиристори VS1...VS4. Обмотка збудження ОЗ пов'язана з фазами В и С через тиристори VS5 і VS6. Тиристори VS1...VS6 утворюють стандартні схеми регуляторів напруги змінного струму. Вони попарно включені за зустрічно-паралельною схемою, що забезпечує протікання струму по обмотках в обоє півперіоду живлячого напруги.

Неузгодженість між, що задає віссю й валом ЕП виміряється за допомогою сельсиною парою, що полягає із сельсина-датчика СД і сельсина-приймача СП. Положення ротора СД визначає вхідний сигнал φ_вх, а положення ротора СП залежить від кута повороту вала електропривода φ_вих. Сигнал неузгодженості U_Δ', щознімається з обмотки статора З/7, пропорційний різниці кутів φ_вх і φ_вих, а фаза цієї напруги визначається знаком цієї різниці (помилки).

Сигнал неузгодженості U_Δ' подається на вхід фазочутливого підсилювача В1. Після проходження через коригувальну ланку, що полягає з резисторів R1, R2 і конденсатора З1, сигнал неузгодженості підсилюється підсилювачем В2 і у вигляді напруг U_Δ1 або U_Δ2 надходить на блок керування тиристорами.

Схема працює в такий спосіб. З появою сигналу неузгодженості U_Δ' залежно від його фази на виході підсилювача В2 з'являються напруги U_Δ1 або U_Δ2. При виникненні, наприклад, напруги U_Δ1СІФУ подає імпульси керування на тиристори VS1, VS2, VS5, VS6, які відкриваються й подають на ОК й ОВ напруги U_oy і U_ов,пропорційні сигналу неузгодженості U_Δ1. Двигун М починає обертатися, зменшуючи кут неузгодженості Δφ= φ_вх - φ_вих між осями сельсинів СД і СП.

При іншій фазі сигналу U_Δ', тобто при зміні знака кута неузгодженості Δφ, на виході підсилювача В2 з'являється напруга U_Δ2. Цей сигнал включає тиристори VS3, VS4, і на обмотку керування ОК подається напруга Uoy, зрушене по фазі на 180° у порівнянні з попереднім випадком. Оскільки одночасно із цим відкриються тиристори VS5, VS6 і ОВ також одержить живлення, двигун М почне обертатися, але вже в іншому напрямку. Таким чином, за рахунок зміни фази напруги UQ здійснюється реверс двигуна М, що забезпечує відпрацьовування кута неузгодженості з будь-яким знаком.

Конденсатори З2...З5 і резистори R3, R4 служать для згладжування пульсацій напруги на обмотках двигуна.