Автоматизированный электропривод

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации 

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 
__________________________________________________________________________ 
 
 
 
 
 
В.Т. СЫСЕНКО 
 
 
 
 
АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ 
ЭЛЕКТРОПРИВОД 
 
 
 
Учебно-методическое пособие 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
НОВОСИБИРСК 
2019 

УДК 621.34-52(075.8) 
С 956 
 
Рецензенты: 
канд. техн. наук, доцент Ю.В. Панкрац 
канд. техн. наук, доцент В.В. Бирюков 
 
 
 
Работа подготовлена на кафедре электропривода и автоматизации 
промышленных установок и утверждена Редакционно-издательским 
советом университета в качестве учебно-методического пособия 
для студентов IV курса МТФ всех форм обучения 
 
 
Сысенко В.Т. 
С 956  
Автоматизированный электропривод: учебно-методическое 
пособие / В.Т. Сысенко. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2019. – 
52 с. 

ISBN 978-5-7782-3963-0 

Изложены необходимые теоретические положения основных разделов АЭП. Рассмотрены вопросы, связанные с расчетом и построением механических характеристик электроприводов постоянного и 
переменного тока.  
Пособие предназначено для студентов направления «Конструкторско-технологическое 
обеспечение 
машиностроительных 
производств». 
 
 
 
 
 
 
 
УДК 621.34-52(075.8) 
 
ISBN 978-5-7782-3963-0 
© Сысенко В.Т., 2019 
 
© Новосибирский государственный  
 
технический университет, 2019 

 
 
 
 
 
ОГЛАВЛЕНИЕ 
 
Введение .................................................................................................................. 4 
Автоматизированный электропривод ................................................................... 5 
Механические характеристики  производственных механизмов ....................... 6 
Механические характеристики электродвигателей ............................................. 7 
Регулирование скорости вращения электроприводов ......................................... 8 
Частотное регулирование скорости АД с короткозамкнутым ротором ........... 10 
Регулирование скорости в системе тиристорный преобразователь – 
двигатель (ТП–Д) .................................................................................................. 11 
Выпрямленные величины  ................................................................................... 12 
Импульсный метод регулирования скорости в ДПТ НВ................................... 22 
Переходные процессы  при пуске электропривода ........................................... 24 
Системы автоматического  управления (САУ) .................................................. 25 
Разомкнутые САУ ................................................................................................. 25 
Замкнутые САУ .................................................................................................... 25 
Системы подчиненного  регулирования (СПР) .................................................. 26 
Расчетно-графическое задание ............................................................................ 31 
Контрольное задание ............................................................................................ 32 
Задача 1-1. Для двигателя постоянного тока  независимого возбуждения ...... 32 
Задача 1-2. Для асинхронного двигателя с фазным ротором ............................ 40 
Список литературы ............................................................................................... 47 
Приложение 1 
Технические данные двигателей постоянного тока к задаче 1-1 ...................... 48 
Технические данные асинхронных двигателей с фазным ротором  
к задаче 1-2 ............................................................................................................ 49 
Приложение 2 ........................................................................................................ 50 
Экзаменационные вопросы .................................................................................. 50 

 
 
 
 
 
 
 
ВВЕДЕНИЕ 
 
Автоматизированный электропривод – одна из специальных дисциплин для студентов механико-технологического факультета. Этот 
курс формирует целостное представление о потребителях электрической энергии. Основная задача курса заключается в том, чтобы студент 
умел правильно оценить процессы, протекающие в электроприводах 
различных механизмов, а также правильно их эксплуатировать. 
Для этого необходимо: 
1) иметь полное представление о значении электропривода в 
народном современном производстве; 
2) уметь технико-экономически обосновать выбор электропривода 
для различных механизмов в соответствии с предъявленными к нему 
требованиями; 
3) уметь читать и составлять схемы управления электроприводами; 
4) знать основные требования к электроснабжению принятого типа 
электропривода заданной технологической установки; 
5) курс «Автоматизированный электропривод» базируется на общетехнических и базовых электротехнических дисциплинах. Он состоит из двух частей: «Основы электропривода» и «Автоматическое 
управление электроприводами». 
 

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД  
 
Автоматизированный электропривод (АЭП) – это электромеханическая система, состоящая из электродвигателя (ЭД), преобразователя, передаточного устройства (редуктор, цепь, ремень и др.) и блока 
управления, которые приводят в движение рабочую машину и управляют этим движением (рис. 1). 

Работа АЭП на примере структурной схемы 

 

 
Рис. 1 

На рис. 1 приняты следующие обозначения: 
У – блок управления; 
П – силовая часть преобразователя; 

МП
Э
 – электромеханический преобразователь (система возбуждения и обмотки якоря); 
РД – ротор двигателя; 
ЭД – электродвигатель; 
ДОСЭ – датчик обратной связи электрический;  
ДОСМ – датчик обратной связи механический;  
РМ – рабочая машина;  

ПУ – передаточное устройство; 

д
М  – момент на валу двигателя; 
ω – скорость. 
На вход системы У подается задающий сигнал (напряжение) 
з
U . 
Этот сигнал – величина постоянная на период отработки приводом 
какой-то определенной операции. Информация о текущем состоянии 
привода передается с помощью ДОСЭ и ДОСМ. Сигналы этих датчиков подаются на вход системы У. В блоке У осуществляется сравнение 
всех входных сигналов (алгебраическое сложение), и результирующий 
сигнал рассогласования 
у
(U  – напряжение) с выхода блока управления 
поступает на силовую часть преобразователя (тиристорный мост).  
С выхода преобразователя подается рабочее напряжение 
п
U  на обмотку двигателя. 
Двигатель вращается, приводит в движение РМ и стремится устранить рассогласование 
у
U .  
 
 
МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ  
ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ МЕХАНИЗМОВ 
 
При работе электродвигателя, приводящего в движение производственный механизм, следует выявить соответствие механических 
характеристик двигателя 
д
[
(
)]
М
f
 
 и механизма 
ст
[
(М
)]
f
 
, где 

д
М  – момент на валу двигателя; 
ст
М
 – момент сопротивления механизма. Разные механизмы имеют и разные характеристики. Однако с 
помощью эмпирической формулы видим, что 

 
ст
0
ст.ном
0
ном
М
М
(М
М )

q











, 
(1) 

где 
0
М  – момент сопротивления трения в движущихся частях механизма; 
ст.ном
М
 – момент сопротивления при номинальной скорости. 
При разных значениях ст)
(М
f
 
 будет иметь следующий вид:  
1) = 0, 
cт
M
const

 (например, в механизме подъема, рис. 2);