Безредукторный привод подачи металлорежущего станка

Семко И.А., Чуйко А.С., Назаренко Д.В.

В настоящее время электромашиностроители настойчиво проводят оптимизацию своей продукции, снижают металлоемкость, уменьшают габаритные размеры, снижают стоимость электрических машин в основном за счет повышения частоты вращения двигателя. Однако механизмы, для которых создается электропривод, часто требуют существенно более низких частот вращения или скоростей перемещения. Традиционным решением, применяемым для обеспечения низких частот вращения рабочих механизмов, является использование высокоскоростного двигателя с редуктором. Таким образом, стандартный привод превращается в трехмассовую систему, имеющую ряд недостатков за счет редуктора по своим тактико-техническим и экономическим показателям. Наличие редуктора, обладающего существенной маховой массой затрудняет математическое моделирование и управление электромеханической системой, так как механическая часть во многих случаях требует детализации и тогда обеспечение заданных траекторий движения на роторе управляемого двигателя не позволяет задавать требуемые траектории исполнительных элементов системы.

Нами было проведено моделирование электромеханической системы привода подачи металлорежущего станка без редуктора с управлением от частотного асинхронного привода на основе системы ШИМ-Д. Снижение мощности и момента на низких частотах вращения удалось преодолеть путем изменения по заданному алгоритму силового напряжения, подаваемого на ШИМ и синхронизированного с изменением по частоте.

Выбор регуляторов производился с использованием метода наименьших квадратов, что позволило в диапазоне заданных возмущений по нагрузке получить точность позиционирования в достаточно широком диапазоне регулирования скорости 0,01 - 0,03. При этом исследовании динамических показателей системы показано отсутствие перерегулирования, а переходные процессы близки к апериодическим.