П- преобразователь

ТМ – технологический механизм

1 – главная ОС(жёсткая);

2-4 вспомогательные ОС (гибкие)

ЭЭ—электрическая энергия; ОУ—объект управления;

ОУ, СУ, П, АУУ в своем взаимодействии можно рассматривать как электормеханическую автоматическую систему управления ЭП, или СУЭП.

АУУ состоящее из КО, подающего сигналы управления на задание или изменение режима работы, ФЧ, которая преобразует командные сигналы, формируя требуемый закон управления и выполняет основную функцию АУУ,ПУ, усиливающего сигнал управления до требуемого значения управления преобразователем П. Преобразованная ЭЭ в силовом преобразователе П поступает на электродвигатель М и далее в виде механической энергии поступает по кинематическим связям на технологическую машину ТМ. Элементы структуры охвачены обратными связями с помощью датчиков 1-4 для поддержания или изменения режима работы ТМ.

Режимы работы ЭП определяются величинами, характеризующими движение рабочего органа технологической машины (или вала машины), т.е. скоростью, ускорением, углом поворота, моментом, мощностью и т. д. Координата движения должна изменятся по требуемому закону во времени или в функции другой величины т.е. регулироваться. В реальных СУЭП всегда существуют величины (возмущающее воздействие или возмущение), отклоняющие регулируемую величину от требуемого закона её изменение. Основным возмущением в СУЭП обычно является статический момент М_С . К другим возмущениям относятся колебание U питающей сети; нестабильность характеристик элементов системы (транзисторов в усилительном режиме); всевозможные помехи ( по цепи ОС, по силовому контакту).

Каждую СУЭП можно рассмотреть как систему, принимающую и перерабатывающую информацию. В зависимости от количества используемых в СУЭП каналов информации и их структуры различают 3 вида АУ:

· РИС. 2 по разомкнутому циклу;

· РИС. 3 по замкнутому циклу;

· РИС. 4 по комбинированному циклу;

ПЭ–преобразо-вательный элемент;

U_C—напр. питающей сети;

У—рег-ая величина;

m—рег. Воздействие;

g—сигнал задающей информации;

f₁-f_n—возмущения;

ЗЭ—задающий элемент;

СУ—суммирующее устройство;

УЭ—управляющий элемент;

П—силовой преобразователь;

М—электрическая машина;

ГОС—главная ОС;

ВОС—вспомогательная ОС.

Для систем, работающих по разомкнутому циклу (РИС. 2) характерно отсутствие всякого измерения и контроля конечного значения регулируемой величины У .

Регулирующее воздействие от регулируемой величины не зависит. В этих системах имеем только один канал информации—канал задания, точность выполнения заданного режима невелика.Такая система используется для пуска и торможения двигателей, регулирования скорости в небольших пределах.

В системах управления по замкнутому циклу (РИС 3) совместно используется 2 канала информации:

· Канал задающей информации g(t);

· Канал информации о фактическом значении регулируемой величины y(t) – обратная связь.

Задающая информация сравнивается с информацией обратной связи, определяется ошибка управления

x(t)=g(t)-y(t)

и в зависимости от величины и знака этой ошибки по каналу управления вырабатывается регулирующее воздействие μ(t) на ЭП таким образом , чтобы свести ошибку к нулю(или к допустимой величине), т.е. обеспечить изменение регулируемой величины по требуемому закону. При этом ни одно из возмущений не измеряется, а их влияние на регулируемую величину воспринимается системой управления по каналу обратной связи. Такое управление называется управлением по ошибке, а обратную связь по регулируемой величине – главной, отрицательной, жесткой обратной связи. Кроме главной обратной связи в таких системах применяют вспомогательные обратные связи ВОС (местные, жесткие и гибкие). Действие гибких обратных связей оказывает влияние только в переходных процессах. Управляющие элементы и вспомогательные элементы СУЭП служат для улучшения качества процесса управления(жесткие отрицательные ВОС ослабляют влияние возмущающих воздействий на элементы ,охватываемые ими) .Если система имеет одну главную ОС-одноконтурная, кроме главной ОС одну или несколько местных ОС, то она многоконтурная.

Качество работы системы с ОС значительно выше чем в разомкнутой системе и их применяют:

· В глубоко регулируемых ЭП;

· При сложных изменениях задающего воздействия g(t);

· В приводах, согласованно работающих органов одного механизма или нескольких различных механизмов;

· Когда требуется формирование оптимальных процессов пуска, торможения, реверса.

Наиболее совершенными являются система, управления по комбинированному циклу (РИС 4). Они объединяют разомкнутую и замкнутую системы. К основной замкнутой структуре добавляется разомкнутая структура по каналу информации об основном возмущающем воздействии f₁(t).

В регулирующем воздействииμ(t) постоянно присутствует составляющая, которая компенсирует влияние возмущения f₁(t), что позволяет обеспечить независимость(инвариантность) регулируемой величины у(t) от основного возмущающего воздействия. Разомкнутая структура реализует вид управления по возмущению. Влияние основных возмущений ликвидирует основная замкнутая структура. СУЭП, имеющая главную ОС по регулируемой величине называют замкнутыми. Иногда регулируемой величиной для ЭП является выходная координата технологической машины ТМ – Yро (угловое перемещение рабочего органа, температура и т.д.). В этом случае входная цепь главной ОС переносится на выход ТМ (согласно пунктиру рис 3-4 )

По виду сигналов информации и управления СУЭП делиться на непрерывные(аналоговые) и дискретные (импульсные, цифровые, релейные системы). Системы могут быть статическими(ΔX≠0) и астатическими(ΔX =0) по отношению к задающему или возмущающему воздействию. Все системы, в зависимости от характера уравнений, описывающих процессы управления, условно делятся на линейные (линеаризованные); и не линейные.

СУЭП подразделяют иногда по виду силового преобразователя или основной аппаратуры:

· Системы электромашинного управления или системы Г-Д ,ЭМУ-Д;

· Системы ТП-Д;

· Системы дроссельного управления;

· Системы МУ-Д

· Система ПЧ-Д :

· Системы релейно-контакторного управления:

· Системы «бесконтакторного» управления

В качестве базовой принята классификация СУЭП по видам управления, определённым основным функциям систем.

1. Управление системами пуска, торможения и реверсирование ЭП;

2. Поддержание постоянства (стабилизации) заданной величины (скорости, мощности, момента и др.) в статике и динамике;

3. Слежение за вводимыми в систему произвольно меняющихся входными сигналами (следящее управление);

4. Отработка заданий программы ( программное управление);

5. Выбор целесообразных режимов работы ЭП (адаптивное регулирование);

6. Автоматическое управление комплексами машин и механизмов, определённых общим технологическим процессом.

(7в) Краткая характеристика релейно-контакторных систем АЭП

В настоящее время эти системы составляют более 80% от всех систем АЭП. Обычно в статике в этих системах двигатель подключен непосредственно к питающей сети, т.е. только аппаратура для организации процессов пуска, торможения (контакторы, реле, тиристорные преобразователи).

Схемы управления таких АЭП конструктивно оформляют в виде станций управления. В схемах станций должны быть типовые узлы управления и электроавтоматические защиты и блокировки.