Основные показатели, характеризующие регулируемый электропривод. Частотно-регулируемый электропривод.

Под регулируемым электроприводом понимается электропривод, обеспечивающий плавное с необходимой точностью регулирование скорости (или момента) в заданном диапазоне. Однако требования к регулируемому электроприводу этим не ограничиваются. Система управления регулируемого электропривода должна обеспечить также заданный характер переходных процессов при изменении скорости, момента или других параметров электропривода.

Поскольку по своим электромеханическим свойствам электродвигатели в естественной схеме включения в питающую сеть не могут обеспечить регулирование параметров движения электропривода с нужным качеством, для создания регулируемого электропривода приходится преобразовывать электрическую энергию, подводимую к (или отводимую от) двигателю. Преобразование электрической энергии осуществляется посредством полупроводниковых преобразователей.

Регулируя параметры преобразованной электрической энергии (частоту, напряжения, форму и длительность импульсов и др.) удается получить требуемые для регулируемого привода механические и динамические характеристики. Для управления параметрами (напряжение, частота и др.) полупроводниковых преобразователей, входящих в состав регулируемого электропривода, служат внутренние контуры автоматического регулирования – это регуляторы тока, э.д.с., тока возбуждения и др. В этом смысле регулируемый электропривод всегда является автоматизированным, т.к. содержит средства автоматизированного управления, формирующие характеристики электропривода.

Внешние контуры регулирования определяют переменные, характеризующие движения электропривода: скорость или положение рабочего органа. Обычно эти контуры регулирования являются замкнутыми, т.е. содержат отрицательную обратную связь по регулируемому параметру и соответствующий регулятор.

Задание на скорость Uзс может формироваться вручную или автоматически. Передаточная функция регулятора скорости Wpc(p) выбирается такой, чтобы обеспечить требуемое качество регулирования по статическим (диапазон, точность) и по динамическим показателям (быстродействие, перерегулирование, колебательность).

Двигатели, полупроводниковые преобразователи электрической энергии, датчики и устройства автоматического регулирования в своей совокупности образуют систему регулируемого электропривода. Эти системы различают, прежде всего по виду приводного электродвигателя, а также по виду используемых полупроводниковых преобразователей электрической энергии, питающих двигатель.

Регулирование скорости – это принудительное посредством системы управления изменение скорости, исходя из требований технологического процесса. Такое регулирование производится при подаче на вход системы регулирования управляющего воздействия. Однако регулирование скорости может производится и при неизменном управляющем воздействии, когда задача регулирования заключается в стабилизации скорости при появлении возмещающих воздействий, например при изменении нагрузки, прикладываемой к валу электродвигателя.

Частотно-регулируемый привод — система управления частотой вращения ротора асинхронного (или синхронного) электродвигателя. Состоит из собственно электродвигателя и частотного преобразователя.

Частотный преобразователь (преобразователь частоты) — это устройство состоящее из выпрямителя (моста постоянного тока), преобразующего переменный ток промышленной частоты в постоянный, и инвертора (преобразователя) (иногда с ШИМ), преобразующего постоянный ток в переменный требуемых частоты и амплитуды. Выходные тиристоры (GTO) или транзисторы IGBT обеспечивают необходимый ток для питания электродвигателя. Для исключения перегрузки преобразователя при большой длине фидера между преобразователем ифидером ставят дроссели, а для уменьшения электромагнитных помех — EMC-фильтр.

При скалярном управлении формируются гармонические токи фаз двигателя. Векторное управление — метод управления синхронными иасинхронными двигателями, не только формирующим гармонические токи (напряжения) фаз, но и обеспечивающим управление магнитным потоком ротора (моментом на валу двигателя).

ЧРП применяются в:

· судовом электроприводе большой мощности

· прокатных станах (синхронная работа клетей)

· высокооборотном приводе вакуумных турбомолекулярных насосов (до 100.000 об/мин.)

· конвейерных системах

· резательных автоматах

· станках с ЧПУ — синхронизация движения сразу нескольких осей (до 32 — например в полиграфическом или упаковывающем оборудовании) (сервоприводы)

· автоматически открывающихся дверях

· мешалках, насосах, вентиляторах, компрессорах

· стиральных машинах

· бытовых инверторных сплит-системах

· на электротранспорте: электровозах, электропоездах, трамваях и троллейбусах

· в текстильной промышленности ( для поддержания постоянной скорости и натяжения ткани между различными узлами машины)

· в системах позиционирования

Наибольший экономический эффект даёт применение ЧРП в системах вентиляции, кондиционирования и водоснабжения, где применение ЧРП стало фактически стандартом.[источник не указан 436 дней]