Современный автоматизированный электропривод и тенденции его развития

Современный автоматизированный электропривод практически полностью отвечает требованиям промышленности, сельского хозяйства и науки по требуемой мощности, диапазону регулирования скорости и плавности ее регулирования.

Пределы мощности используемых машин в электроприводах весьма широки — от десятков тысяч киловатт до долей ватт.

В 70-е годы ХХ века разработаны и в некоторых случаях выпускаются до настоящего времени в промышленных масштабах станочные электрические приводы постоянного тока с транзисторными и тиристорными преобразователями с диапазоном регулирования скорости до 1: (10 000 — 30 000) и более.

В настоящее время основная цель серийно выпускаемых и вновь разрабатываемых электроприводов направлена в первую очередь на увеличение их надежности, уменьшение массогабаритных показателей, стоимости и эксплуатационных расходов. Основные разработки современных электроприводов проводятся на базе электрических машин переменного тока.

Новые системы электроприводов переменного тока получили распространение в связи с дальнейшим развитием микропроцессорной техники и силовой полупроводниковой техники на полностью управляемых тиристорах (GTO) и новых поколений транзисторов, прежде всего биполярных транзисторов с изолированным затвором (IGBT) и.

МДП-транзисторов с индуцированным каналом (MOSFET).

На современной элементной базе получили возможность реализации следующие системы электроприводов:

— для асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором — системы фазового управления (регулирование угловой скорости изменением напряжения), частотное регулирование (непосредственный преобразователь частоты, автономный инвертор напряжения, автономный инвертор тока), частотно-токовое управление;

— для асинхронного двигателя с фазным ротором — фазовое управление, частотное управление в режиме машины двойного питания, каскадные схемы, системы с импульсным управлением в цепи выпрямленного тока ротора;

— для синхронных двигателей — частотное управление, частотно-токовое управление, вентильный электропривод.

Для регулируемого электропривода переменного тока появилась необходимость разработки специальных конструкций электрических машин переменного тока для регулирования угловой скорости, отличающихся от серийно выпускаемых асинхронных и синхронных двигателей предназначенных для работы с постоянной скоростью. Это становится необходимым, в основном, из-за перегрева машин на угловых скоростях отличных от номинальной скорости. Комплектные электро-привода должны гарантированно обеспечивать работу в заданном диапазоне скоростей без перегрева двигателя и преобразователя.