Sisteme de acționare electrică

GENERALITATI

In procesele industriale trebuie actionate – puse in miscare – sisteme mecanice. Transformarea diferitelor forme de energie (electrica, hidraulica, electrica, pneumatica) in energie mecanica se face cu ajutorul motoarelor.

In general actionarile industriale pot fi:

- hdraulice

- peumatice

- electrice

Actionarile hidraulice se utilizeaza:

- in domeniul exploziv;

- in cazul necesitatii dezvoltarii unor puteri foarte mari deoarece motorul hidraulic are o masa mai mica, la aceeasi putere dezvoltata, comparativ cu celelalte motoare.

Dezavantajul major al actionarilor hidraulice il constituie faptul ca fluidul sub presiune nu e disponibil oriunde. E nevoie de un echipament special care sa-l genereze (un generator) si o intreaga retea de tuburi si pompe adecvate care implica costuri mari.

Actionarile pneumatice au avantajul unei puteri specifice destul de mari (dar mai mici decat cea a actionarilor hidraulice), se pot utiliza in cadrul unor mici automatizari industriale, dar au dezavantajul ca este dificila reglarea continua a vitezei de deplasare a motorului.

Actionarile electrice sunt majoritare in momentul actual, datorita:

- disponibilitatii cvasigenerale a energiei electrice;

- posibilitatii racordarii simple la sursa de energie;

- robustetii motoarelor electrice, care permit supraincarcari in limite largi a sarcinii mecanice;

- performantelor dinamice foarte bune (timp de raspuns scurt intre momentul aplicarii comenzii si executia acesteia);

- randamentului energetic ridicat (>90%);

- fiabilitatii ridicate;

- pretului de cost scazut si a costurilor de intretinere reduse;

- posibilitatea modificarii turatiei in limite largi;

- compatibilitatii dintre sistemele de comanda si motoarele electrice.

Dezvoltarea revolutionara a sistemelor electronice si a semiconductoarelor de putere, in ultimii douazeci de ani, a fost determinata de anumite cerinte privind uzul rational al energiei electrice, compensarea puterii reactive, miniaturizarea sistemelor electronice. In aceasta perioada au aparut si s-au perfectionat noi dispozitive semiconductoare de putere (module cu tranzistoare de putere, tranzistoarele DMOS si IGBT, ale dispozitive cu grila izolata cu performante ridicate, sisteme hibride, module inteligente) care au permis realizarea unor noi tipuri de convertoare (convertoare PWM si convertoare rezonante cu frecventa mare de comutare, convertoare de putere cu tensiuni si curenti de intrare/iesire sinusoidali, circuite de corectie a factorului de putere - Power Factor Correction -PFC si filtre de putere active - Activ Power Filter - APF) si sisteme de actionare performante (controlul numeric al procesului, optimizarea inteligenta a fluxului de energie, comanda cu viteza variabila a motoarelor de curent alternativ, sisteme miniaturizate etc.).

SISTEMUL DE ACTIONARE ELECTRIC

Schema bloca unui sistem de actionare electric este prezentata in figura 1.1. Ea este valabila pentru orice motor electric. In functie de tipul acestuia se modifica, intr-o proportie mai mica sau mai mare, structura si complexitatea convertorului de putere si algoritmul de comanda.Sistemul ierarhic superior furnizeaza marimile de comanda pe baza cerintelor impuse s a semnalelor de stare primite de la echipamentul de comanda. Echipamentul de comanda, analogic sau numeric, preia marimile prescrise si semnalele generate de senzori (de curent si/sau tensiune) si traductoare (de viteza si/sau pozitie) si, pe aceasta baza, comanda convertorul de putere. Acesta transfera energia sursei de alimentare motorului, care actioneaza asupra mecanismului antrenat (sistemul mecanic).

Figura 1 - Schema bloc a sistemului de actionare electric.

BLOCUL DE COMANDA AL CONVERTORULUI PUTERE

Blocul de comanda al convertorului de putere reprezinta o componenta esentiala a sistemului de actionare. El indeplineste urmatoarele functii:

- comunica in permanenta bilateral cu sistemul ierarhic superior, preia de la acesta comenzile si valorile prescrise ale parametrilor cinematici ce trebuie reglati (pozitie, viteza) si ii transmite

informatii referitoare la parametrii ce descriu starea curenta a miscarii, starea de avarie etc.