Реалізація системи регулювання положення на базі промислового частотно-керованого асинхронного електроприводу

Abstract

Позиційні електроприводи широко використовуються в різних галузях машинобудування, металорізальних та деревообробних верстатах, екскаваторах, підйомнотранспортних механізмах, маніпуляторах. Різні механізми ставлять різні вимоги до якості переміщення, а відповідно, для реалізації систем регулювання положення можуть використовуватися різні схемотехнічні рішення: від найпростіших розімкнених систем із позиціонуванням у фіксованих точках до слідкуючих систем автоматичного регулювання положення. У більшості випадків для забезпечення необхідних характеристик використовують замкнені системи автоматичного регулювання положення. Зазвичай це є сервоприводи на базі синхронних двигунів з постійними магнітами, які використовують у високоточних системах. Наведено реалізацію розробленої позиційної системи на базі серійного перетворювача частоти ATV32 (ATV320) та асинхронного двигуна із короткозамкненим ротором, що є альтернативним рішенням відносно використання сервоприводу на базі синхронного двигуна з постійними магнітами. Для регулювання положення в такому приводі використано параболічний регулятор, який реалізовано на програмованому логічному контролері Modicon М238. Отримані експериментальні результати дослідження позиційної системи свідчать про можливість та доцільність застосування системи регулювання положення на базі серійних пристроїв у механізмах, які не потребують високої точності позиціювання як альтернативи дорогому сервоприводу на базі синхронного двигуна з постійними магнітами.

Positional electric drives are widely used in various branches of mechanical engineering, metalcutting and woodworking machines, excavators, hoisting and transport mechanisms, manipulators. Different mechanisms make different requirements on the position quality, and accordingly, for the implementation of position control systems can be used different circuit solutions: from the simplest open- systems with positioning at fixed points to the position-tracking control systems. In most cases, closed loop control systems are used to provide the required characteristics. Typically, these are servo drives based on synchronous motors with permanent magnets,which are used in high-precision systems. The article presents the implementation of the developed positioning system based on the serial frequency converter ATV32 (ATV320) and an induction motor with, which is an alternative solution for the use of a servo drive based on a synchronous motor with permanent magnets. The regulator with parabolic characteristic is used to adjust the position in this drive, This regulator is implemented on a programmable logic controller Modicon M238. The obtained experimental results of the positional system study testify to the possibility and expediency of using the position control system based on serial devices in metal-cutting machines, woodworking machines and other mechanisms with relatively low position accuracy as an alternative to expensive servo drive based on synchronous motor with permanent magnets.