Управление электроприводами заключается в осуществлении пуска, регулирования скорости,торможения, реверсирования, а также поддержания режима работы привода в соответствии с требованиями технологического процесса.
В простейших случаях пуск, регулирование скорости и торможение производятся при помощи аппаратов ручного управления. К ним относятся рубильники, пакетные выключатели, пусковые и регулировочные резисторы, контроллеры. Применение этих аппаратов связано с дополнительной затратой времени на управление и, следовательно, снижает производительность механизма, особенно в тех случаях, когда его работа связана с частыми пусками или регулированием скорости. Кроме того, применение аппаратов ручного управления исключает возможность дистанционного управления, что неприемлемо в ряде современных автоматизированных установок. В мощных электроприводах ручное управление затруднено или даже практически невозможно вследствие больших усилий, требующихся от человека для совершения переключений аппаратов.
Стремление устранить указанные недостатки ручного управления привело к созданию аппаратов полуавтоматического и автоматического управления.
История развития автоматизированного управления электроприводами в промышленности СССР неразрывно связана с общей индустриализацией страны, которая привела к широкому применению высокопроизводительных механизмов в самых различных областях народного хозяйства и к необходимости автоматического управления этими механизмами.
Автоматическое управление электроприводами является одним из основных усилий повышения производительности механизмов и производства продукции высокого качества. В системе управления электроприводом используется: релейно-контактные аппараты, где основными элементами являются различного рода реле, контакторы, путевые выключатели и др.; усилители, преобразовательные устройства и датчики - электромашинные, электромашинные, полупроводниковые (транзисторные, тиристорные, интегральные) и т.п.; бесконтактные логические элементы, различные элементы цифровой и аналоговой вычислительной техники, микропроцессоры и микро-ЭВМ и т.п.
Выбор типа устройств для построения систем управления и типа самих систем управления определяется требованиями к электроприводу и тем функциям, которые он должен выполнять. Современные регулируемые электроприводы для автоматических линий и механизмов обычно строятся на полупроводниковых устройствах (в приводах большой мощности в силовой части привода используются наряду с тиристорами и электромашинные преобразователи). На релейно-контакторную аппаратуру в таких приводах обычно возлагаются функции включения питания (подсоединение к сети) силовых блоков и блоков управления, защиты и ввода первоначальных и конечных команд в систему управления приводом. Но наряду с электроприводами, выполняющими сложные функции, в ряде случаев содержащими микропроцессоры или программные устройства управления, существует большое количество электроприводов, на которые возлагаются относительно простые функции. Это обычно нерегулируемые или регулируемые ступенчато в небольшом диапазоне электроприводы с невысоким быстродействием. В задачу систем управления таким электроприводом чаще всего входит организация пуска, торможения, перехода с одной ступени скорости на другую, реверса и осуществление этих операций в определенной последовательности во времени или по командам от рабочей машины, завершившей очередную технологическую операцию. Причем необязательно, чтобы система управления выполняла все эти функции: набор функций зависит от требований к приводу. Системы управления такими электроприводами обычно строятся на релейно-контактной аппаратуре при относительно небольшом числе срабатываний ее в час, а при большом числе срабатываний- на бесконтактной аппаратуре.
Перечисленные функции этих систем в большей своей части являются логическими, определенная очередность их выполнения, зависящая от соединения этих аппаратов между собой, представляет некоторую жесткую программу выполнения операций. Такую логическую связь, но более сложную, имеют системы управления электроприводами многих современных рабочих машин, в частности металлорежущих станков. Во многих случаях эта часть системы управления выполняется на релейно-контактной аппаратуре, иногда на бесконтактной или с использованием программируемых командоконтроллеров, позволяющих изменять последовательность выполнения операций.
Автоматическое управление электроприводами имеет большое народнохозяйственное значение потому, что оно дает возможность увеличить производительность труда, облегчить условия труда рабочего, улучшить качество продукции, уменьшить расход электроэнергии и повысить надежность работы производственных механизмов.
Автоматизация упрощает обслуживание механизмов, дает возможность осуществить дистанционное управление электроприводами. Последнее особенно важно там, где нельзя управлять двигателями в непосредственной близости по условиям территориального расположения машин или в связи с особенностями технологического процесса.
Различают системы управления разомкнутые и замкнутые. Разомкнутые системы отличаются той особенностью, что изменение возмущающих воздействий (например, нагрузки на валу двигателя) приводит к изменению ранее заданного режима работы привода. В замкнутых системах, или собственно автоматических системах, независимо от состояния возмущающих воздействий можно поддерживать заданный режим работы привода. В замкнутых системах автоматического управления при пуске, торможении или регулировании скорости привода может быть обеспечено непрерывное изменение тока, момента, скорости, положения по требуемому закону. Замкнутые системы автоматического управления являются более сложными, но в то же время и более совершенными, чем разомкнутые.
Для автоматического управления электроприводами применяются различные аппараты: контакторы, автоматы, регуляторы, реле, пускатели, контакторы, кнопочные станции, бесконтактные логические элементы, а также разного рода вспомогательные электрические машины и аппараты. Каждый из этих аппаратов состоит из ряда элементов: электромагнитной системы, создающей необходимое тяговое усилие; главных и вспомогательных контактов и т.п. С помощью проводов отдельные аппараты и их элементы электрически соединяются в общую систему, призванную осуществлять заданные операции в определенной последовательности.
Современные системы автоматического управления содержат десятки, а иногда даже сотни отдельных элементов, вследствие чего возникают известные трудности не только в процессе проектирования схем, но и в чтении схем. Поэтому начертание схем должно производиться по определенной системе, облегчающей их чтение.
Прежде всего отметим деление цепей в схемах на две категории: цепи главного тока и вспомогательные. К ц е п я м г л а в н о г о т о к а относятся силовые цепи двигателей и генераторов. Для облегчения чтения схем цепи главного тока можно вычерчивать утолщенными линиями. В с п о м о г а т е л ь н ы е ц е п и включают в себя цепи управления, где присоединяются катушки контакторов и реле, контакты реле, вспомогательные контакты контакторов и другие элементы аппаратов. Кроме того, к вспомогательным цепям относятся цепи защиты, сигнализации и цепи, связанные со специальными блокировками между отдельными электроприводами. Цепи вспомогательные изображаются тонкими линиями.