Разрабатывается регулируемый электропривод переменного тока по системе вентильный двигатель. Электропривод состоит из трехфазного синхронного двигателя с возбуждением от постоянных магнитов и транзисторного коммутатора, управляющего переключением фазных обмоток статора двигателя и осуществляющего изменение напряжения, подаваемого на обмотки двигателя способом широтно-импульсной модуляции. На валу двигателя устанавливается датчик положения ротора, осуществляющий переключение транзисторов коммутирующего устройства, и тахогенератор, служащий для измерения скорости вращения двигателя и формирования сигнала обратной связи по скорости. Система управления скоростью двигателя замкнутая с обратной связью по скорости. На входе системы управления устанавливается задатчик интенсивности.
Функциональная схема (а) вентильного двигателя
и диаграмма работы (б) коммутатора
Данная система привода широко применяется для высокоточных электроприводов мощностью до 5 кВт, в частности для приводов подач металло и деревообрабатывающих станков, промышленных роботов и других механизмов, требующих регулирования скорости в широком диапазоне.
По своим статическим и динамическим характеристикам вентильный двигатель подобен двигателю постоянного тока с постоянным потоком возбуждения и регулированием посредством изменения величины напряжения якоря. Достоинством вентильного двигателя по сравнению с двигателем постоянного тока является отсутствие контактного щеточно-коллекторного аппарата, поэтому вентильный двигатель называют также бесщеточным двигателем постоянного тока.
Задание на курсовой проект
1. Начертить принципиальную схему силовой части электропривода типа вентильный двигатель (ВД) и дать ее описание.
2. Начертить пространственную диаграмму МДС статора и ротора двигателя и построить диаграмму переключения ключей транзисторного коммутатора фаз при управлении от датчика положения ротора.
3. Рассчитать параметры элементов силовой схемы привода: двигателя, диодного моста, транзисторов.
4. Рассчитать и построить механические характеристики ВД с разомкнутой системой управления.
5. Определить возможный диапазон регулирования скорости в разомкнутой системе, исходя из заданного значения статического момента Мс.
6. Начертить структурную схему системы управления ВД и определить ее параметры.
7. Определить коэффициент усиления системы управления с обратной связью по скорости, исходя из заданных значений диапазона регулирования скорости Dз.
8. Рассчитать постоянную времени линейного задатчика интенсивности Тзи, исходя из максимально допустимой величины тока двигателя.
9. Рассчитать и построить переходные процессы пуска привода.