118. Регулирование скорости электропривода асинхронным электродвигателем. Преимущества частотного регулирования.

Среди многочисленных способов регулирования скорости асинхронных ЭД исключительная роль принадлежит частотному регулированию. В настоящее время только частотный способ позволяет регулировать скорость в широких пределах в приводе подачи или главного движения станков и ПР. Асинхронный электродвигатель отличается исключительной простотой, являющегося традиционным для привода станков. Отсутствие щеточно-коллекторного узла повышает надежность двигателя и всего привода. По сравнению с современным высоко-моментным ЭД асинхронный ЭД имеет меньшие размеры. Меньший момент инерции ротора позволяет получить в асинхронном ЭД высокие ускорения при относительно небольшом движущем моменте.

Асинхронный короткозамкнутый ЭД не имеет коммутационных ограничений по скорости и нагрузке, которые так усложняют эксплуатацию электродвигателя постоянного тока. Вместе с тем, использование АЭД в системах с широким изменением скорости встречает известные трудности. Они связаны с несинусоидальностью питающего напряжения, ухудшением условий охлаждения самовентилируемых ЭД при малых скоростях и пульсацией электромагнитного момента, которая проявляется в увеличении неравномерности вращения в нижней части диапазона регулирования.

Принцип частотного регулирования АЭД базируется на линейной зависимости угловой скорости магнитного поля от частоты питающего напряжения:

.

Важным преимуществом частотного привода являются благоприятные энергетические показатели. Это объясняется тем, что ЭД работает при малых скольжениях, что обусловливает малые потери и высокий КПД на всем диапазоне регулирования скорости. Это обстоятельство выгодно отличает частотное регулирование от всех других способов изменения скорости асинхронного ЭД от всех других способов изменения скорости АЭД.

При частотном регулировании одновременно с изменением частоты необходимо изменять напряжение, подведенное к статору ЭД. Это объясняется необходимостью регулирования магнитного потока во избежание насыщения, увеличения потерь в стали или уменьшения электромагнитного момента.

Недостаток частотно-регулируемого привода: наличие двух каналов воздействия – по напряжению и частоте усложняют систему управления ЭД. Если принять во внимание, что сигналы переменного тока требуют еще управления фазой, а система управления может быть как двухфазной, так и трехфазной, то сложность управления еще увеличится. Таким образом простота ЭД «уравновешивается» системой управления, что сдерживает широкое распространение частотно-регулируемого асинхронного привода.

119. Особенности систем чпу типа nc, snc, cnc, dnc.

Числовым программным управлением (ЧПУ) металлорежущим станком называют управление обработкой заготовки на станке по управляющей программе, в которой данные заданы в цифровой форме.

Под системой ЧПУ понимают совокупность функционально взаимосвязанных и взаимодей­ствующих технических и программных средств, обеспечивающих числовое программное управ­ление станком.

Основой системы ЧПУ является устройство ЧПУ (УЧПУ), выдающее управляющие воз­действия на исполнительные органы станка в соответствии с УП и информацией о состоя­нии управляемого станка. Для выполнения фун­кций управления в состав УЧПУ должны вхо­дить следующие взаимосвязанные и взаимодей­ствующие составные части: технические средст­ва и программное обеспечение (системное, технологическое и функциональное).

Принципиальное отличие систем ЧПУ от ра­нее рассмотренных систем автоматического уп­равления заключается в способе расчета и задания УП, а также ее передачи для управ­ления рабочими органами станка.

В системах ЧПУ вся информация УП подго­тавливается и передается рабочим органам станка только в цифровой (дискретной) форме. Траектория движения режущего инструмента относительно обрабатываемой заготовки пред­ставляется в виде ряда его последовательных положений, каждое из которых определяется числом. Вся информация УП (размерная, технологическая и вспомогательная), необходимая для управления обработкой заготовки и пред­ставленная в текстовой или табличной форме с помощью символов (цифр, букв, условных знаков), кодируется и пробивается на восьми-дорожковой перфоленте, записывается на маг­нитной ленте или вводится в память системы управления непосредственно с помощью клави­шей на пульте управления или из ЭВМ верх­него уровня управления. УЧПУ преобразует эту информацию в управляющие команды для исполнительных механизмов станка и контро­лирует их выполнение.

По структуре построения различают УЧПУ двух видов: аппаратные (типа NC — Numerical Control); программируемые (типа CNC — Computerized Numerical Control). В соответст­вии с этим различают аппаратные и програм­мируемые системы ЧПУ, построенные на базе этих УЧПУ.

Аппаратным УЧПУ называют устройство, алгоритмы работы которого реализуются схем­ным путем и не могут быть изменены после из­готовления устройства. Эти УЧПУ построены по принципу цифровой модели, где все операции, составляющие алгоритм работы, выполняются параллельно с помощью отдельных цепей или устройств (блоков), реализующих ту или иную функцию (агрегатно-блочное построение). Поэ­тому изменять структуру этих УЧПУ можно только путем перепайки схем. Дополнительные функции в таких УЧПУ должны предусмат­риваться заказчиком уже на стадии их проек­тирования. Ограничивается вмешательство опе­ратора в отработку УП.

Программируемым УЧПУ называют устройст­во, алгоритмы работы которого реализуются с помощью программ, вводимых в его память, и могут быть изменены после изготовления этого устройства.

Принципиальным отличием программируемых УЧПУ от аппаратных является их структура, соответствующая структуре управляющей ЭВМ и включающая аппаратные средства и прог­раммное обеспечение (ПО), под которым пони­мают совокупность программ и документации на них для реализации целей и задач, выпол­няемых системой ЧПУ при управлении станком.

В состав программируемой системы ЧПУ входит минимум одна микроЭВМ, основой ко­торой является микропроцессор. Он представ­ляет собой цифровую БИС преимущественно монолитной структуры и реализует логические и арифметические операции. Поэтому эти систе­мы ЧПУ называют также микропроцессорны­ми.

121.