Elektrické regulované pohony
Popis:
1 Úvod
Toto skriptum je určeno jako základní učební text pro stejnojmenný předmět Elektrické regulované pohony, vyučovaný jako povinný oborový předmět pro studenty oboru silnoproudá elektrotechnika a výkonová elektronika magisterského studia na Fakultě elektrotechniky a komunikačních technologií VUT v Brně a jako volitelný mezioborový předmět pro studenty ostatních oborů. Obsah skript odpovídá rozsahu přednášek. Skripta byla napsána zejména proto, aby studentům prezenční formy studia ulehčila sledování přednášek a přednášejícímu, aby mohl doplnit přednášky svými zkušenostmi z projektování elektrických pohonů, kterým se zabýval po mnoho let v průmyslu. Studentům kombinované formy studia by měla nahradit sledování přednášek a umožnit efektivní využití konzultací a tutoriálů.
Při psaní těchto skript jsem se zaměřil na takové metody a poznatky, o nichž předpokládám, že jsou podstatné pro budoucího elektroinženýra, který bude projektovat, konstruovat a používat v průmyslové praxi nejen elektrické regulované pohony, ale obecně jakákoli automatizační zařízení, jejichž nedílnou částí je řídicí elektronika, řídicí počítače a výkonové polovodičové akční členy včetně elektrických servopohonů.
Klíčová slova:
elektrické regulované pohony
kinematika
dynamika
servopohon
stejnosměrný motor
komutované motory
asynchronní motory
Obsah:
- 1 Úvod -9-
2 Zařazení předmětu ve studijním programu -9-
2.1 Úvod do předmětu -9-
2.2 Vstupní test -10-
3 Elektrické regulované pohony -11-
3.1 Elektrický pohon jako systém -11-
3.2 Metodika navrhování pohonů -13-
3.3 Interakce pohonu a pracovního stroje -14-
3.4 Systémy řízení servopohonů -15-
4 Kinematika a dynamika servopohonů -17-
4.1 Kinematika servopohonů -17-
4.2 Dynamika servopohonů -18-
4.3 Servopohon jako polohový servomechanismus -18-
4.4 Způsoby odměřování a řízení polohy -20-
4.5 Vlastnosti polohové smyčky -21-
5 Pohony se stejnosměrnými motory -24-
5.1 Stejnosměrné motory -24-
5.1.1 Princip a konstrukce stejnosměrných motorů -24-
5.1.2 Stejnosměrný motor v ustáleném stavu -25-
5.1.3 Přechodný stav stejnosměrného motoru -26-
5.2 Tyristorové usměrňovače pro stejnosměrné pohony -29-
5.2.1 Princip tyristorového usměrňovače -29-
5.2.2 Přehled zapojení usměrňovačů -31-
5.2.3 Střední hodnota usměrněného napětí -32-
5.3 Regulace proudu kotvy tyristorových stejnosměrných pohonů -34-
5.3.1 Regulace proudu kotvy při nepřerušovaném proudu -34-
5.3.2 Přenosová funkce tyristorového usměrňovače -37-
5.3.3 Návrh regulátoru proudu při nepřerušovaném proudu kotvy -39-
5.3.4 Realizace regulátoru proudu -41-
5.3.5 Regulace proudu kotvy při přerušovaném proudu -43-
5.3.6 Adaptivní regulace proudu kotvy stejnosměrných pohonů -45-
5.4 Regulace rychlosti stejnosměrných pohonů napětím kotvy -48-
5.4.1 Regulace rychlosti s podřízenou proudovou smyčkou -48-
5.4.2 Regulace rychlosti bez podřízené proudové smyčky -53-
5.4.3 Přesnost regulace rychlosti -57-
5.4.4 Číslicová regulace rychlosti -57-
5.4.5 Mikropočítačové řízení stejnosměrného pohonu -59-
5.5 Regulace rychlosti magnetickým tokem -60-
5.5.1 Regulace rychlosti magnetickým tokem při konstantním napětí kotvy -60-
5.5.2 Kombinovaná regulace napětím kotvy a buzením -62-
5.6 Stejnosměrné pohony s reverzací momentu -64-
5.6.1 Reverezační zapojení tyristorových usměrňovačů -64-
5.6.2 Reverzační zapojení s okruhovým proudem -65-
5.6.3 Reverzační zapojení bez okruhového proudu -69-
5.7 Tranzistorové stejnosměrné pohony -71-
5.7.1 Tranzistorový pulsní měnič stejnosměrného proudu -71-
5.7.2 Čtyřkvadrantový tranzistorový stejnosměrný pulsní měnič -74-
5.7.3 Zatěžovací charakteristiky tranzistorového měniče -76-
5.7.4 Stejnosměrný pohon s tranzistorovým měničem -78-
5.8 Kontrolní otázky ke kap. 5 -80-
6 Pohony s elektronicky komutovanými motory -81-
6.1 Elektronicky komutovaný motor -81-
6.2 Konstrukce elektronicky komutovaného motoru -82-
6.3 Matematický model elektronicky komutovaného motoru -84-
6.4 Schéma pohonu s elektronicky komutovaným motorem -86-
6.5 Kontrolní otázky ke kap. 6 -89-
7 Pohony s asynchronními motory -90-
7.1 Princip asynchronního motoru -90-
7.2 Konstrukční provedení asynchronních motorů -91-
7.3 Energetická bilance asynchronního motoru a momentová charakteristika -92-
7.4 Způsoby regulace otáček asynchronních motorů -96-
7.5 Rozběh a brzdění asynchronního motoru -97-
7.6 Regulační pohony s asynchronními motory a frekvenčními měniči -100-
7.6.1 Rozdělení měničů frekvence -100-
7.6.2 Napěťový měnič frekvence -101-
7.6.3 Skalární metody řízení asynchronního motoru -103-
7.6.4 Vektorové řízení asynchronního motoru -106-
7.6.5 Přímé řízení momentu -110-
7.7 Kontrolní otázky ke kap. 7 -112-
8 Pohony se synchronními motory -113-
8.1 Synchronní motor buzený permanentními magnety na rotoru -113-
8.2 Matematický model synchronního motoru s permanentními magnety -114-
8.3 Servopohon se synchronním motorem -115-
8.4 Kontrolní otázky ke kap. 8 -117-
9 Dodatky -117-
9.1 Výsledky vstupního testu -117-
Seznam příloh -118-
O souborech cookie na této stránce
Soubory cookie používáme pro funkční účely, pro shromažďování a analýzu informací o výkonu a používání stránky.