Acționări electrice

1.1 Obiectul cursului

- Cunoaşterea principalelor tipuri de motoare electrice şi a caracteristicilor lor de funcţionare, în scopul alegerii corecte a motorului în concordanţă cu cerinţele maşinii de lucru;

- Cunoaşterea aparatajului electric general ce intră în alcătuirea schemelor de acţionare, comandă sau reglare (rol, caracteristici funcţionale, simbolizare);

- Cunoaşterea principiilor de alcătuire a schemelor electrice de acţionare, comandă, reglare pentru realizarea diferitelor funcţiuni ca: pornire, oprire (directă sau cu frânare), inversarea sensului de mişcare, reglarea turaţiei etc.

Fig. 1

Structura subsistemului electromecanic al unui sistem de acţionare electrică cuprinde următoarele elemente:

ME- motorul electric de antrenare, de toate elementele aferente, care transformă energia electrică în energie mecanică;

T- transmisie mecanică - cu rolul de adaptare a parametrilor energiei mecanice furnizate de motor la cerinţele de acţionare ale ML;

ML- maşina de lucru.

În funcţie de procesul tehnologic, ML impune anumite cerinţe sistemului de acţionare ca:

- natura mişcării – rotaţie - continuă

- alternativă

- pas cu pas

– translaţie - continuă

- alternativă

- pas cu pas

- reversibilitatea sensului mişcării;

- reglarea modulului (mărimii) mişcării;

- anumite caracteristici de pornire-oprire (inerţială sau cu frânare);

- o numită caracteristică mecanică ( ).

Alegerea corectă a ME şi a T se face ţinând cont de aceste cerinţe, anumite cerinţe fiind realizate de ME, iar altele de către transmisia mecanică T.

Fig. 2

Dacă ME poate realiza toate cerinţele de acţionare, T poate lipsi, dar atunci schema electrică trebuie concepută ca atare.

Prin Sistem de Acţionare Electrică (SAE) înţelegem ansamblul de dispozitive care transformă energia electrică primită de la reţea în energie mecanică şi asigură controlul pe cale electrică a energiei mecanice astfel obţinute.

Părţile principale ale unui SAE sunt:

- subsistemul de forţă - alcătuit din unu sau mai multe motoare electrice şi aparatajul electric aferent (aparataj de forţă);

- subsistemul de comandă - care modelează energia mecanică dezvoltată de motor în concordanţă cu cerinţele tehnologice ale ML.

Cele mai complexe SAE sunt cele de comandă şi reglare.

Structura unui Sistem de Acţionare Comandă şi Reglare evoluat este următoarea:

SF - subsistem de forţă (U,I mari);

SAP - subsistem de alimentare şi protecţie - care realizează funcţiile de conectare –deconectare şi de protecţie;

CR (CS) - convertizor rotativ (static) - care converteşte parametrii , în , ;

SCR - subsistem de comandă şi reglare;

DID - dispozitiv de introducere a datelor (programarea parametrilor de acţionare);

CP - calculator de proces - pentru procesarea informaţiei în cadrul sistemului de comandă;

R - regulator – pentru stabilirea caracteristicii de reglare;

DC - dispozitiv de comandă a convertizorului;

CMM - convertorul mărimilor măsurate - prin care se supraveghează sistemul în

vederea reglării parametrilor de acţionare.

SEM - subsistemul electromecanic.

1.2. Elemente de mecanică a sistemelor de acţionare

Indiferent de tipul motorului utilizat, acesta este caracterizat de o anumită dependenţă între viteza unghiulară şi momentul dezvoltat , aceasta reprezentând caracteristica mecanică a motorului: .

Dacă: , unde este momentul motor, iar - momentul rezistent, atunci dependenţa reprezintă caracteristica mecanică statică (în regim staţionar).

Caracteristicile mecanice ale motorului constituie unul din criteriile de bază pentru alegerea acestora, ele arătând dacă motorul răspunde cerinţelor