Вестник МГТУ, 2025, Т. 28, № 4/1.

Савчук В. С. и др. Составной электропривод сварочного электротехнического комплекса Введение Составной электропривод в сварочных электротехнических комплексах представляет собой интегрированную систему, состоящую из множества электромеханических элементов, которые совместно отвечают за управление движением и силовыми характеристиками сварочного оборудования (Металлургия..., 2008). В процессе сварки возникает необходимость точного соблюдения режимов работы компонентов сварочного комплекса. Ключевыми компонентами составного привода являются (Решанов, 2018): - электродвигатели разнообразных типов: асинхронные (для стандартных задач, таких как подача проволоки), серводвигатели (для прецизионного позиционирования в автоматизированных системах) и линейные (для сверхточных приложений); - системы управления: частотные преобразователи для плавного регулирования скорости; микропроцессорные контроллеры (ПЛК, ЧПУ) для комплексного управления; датчики (энкодеры, тахогенераторы, датчики тока/напряжения) для сбора информации и обратной связи; - механические компоненты: редукторы, зубчатые передачи, шарико-винтовые пары для точного перемещения, ременные и цепные передачи для систем подачи; - источники питания: выпрямители, инверторы и импульсные блоки, обеспечивающие энергией различные компоненты привода. Составной электропривод в данном контексте - комплексная электромеханическая система, объединяющая несколько взаимосвязанных приводов, каждый из которых выполняет свою функцию в рамках единого технологического процесса сварки, к тому же необходимо не просто механическое объединение этих компонентов, а их глубокая функциональная и информационная интеграция под управлением единой системы управления (СКУ), которая координирует работу на основе общей математической модели процесса. Современные сварочные комплексы используют электроприводы для выполнения разнообразных задач, таких как точная подача сварочной проволоки с регулируемой скоростью; прецизионное перемещение сварочной головки по осям X, Y, Z в автоматизированных системах; вращение изделий (например, при сварке труб или роторов); контроль усилия прижима в контактной сварке; синхронизация всех процессов в роботизированных комплексах. Эти передовые решения (Stark, 2020) находят применение в роботизированных сварочных линиях (например, KUKA, FANUC) с сервоприводами, станках для сварки труб с ЧПУ и установках контактной сварки с электроприводом сжатия. Использование данных электроприводов обеспечивает значительные преимущества: высокую точность и повторяемость операций; гибкость в настройке под различные сварочные технологии; энергоэффективность (благодаря возможности регулировки мощности). Составной привод является залогом высокой производительности и качества сварочных работ в современных электротехнических комплексах. В связи с этим возникает необходимость дальнейших исследований в данной области. Сварочные комплексы требуют точного управления мощностью для обеспечения высокого качества сварочных работ. Исследование составного электропривода направлено на перераспределение мощности между исполнительными элементами, что позволит адаптировать работу привода к изменяющимся внешним факторам. Это особенно важно для сварочных систем, где колебания нагрузки могут негативно сказаться на качестве сварочного шва. Использование методов конечных элементов, математического моделирования и системного анализа позволяет точно проектировать и оптимизировать составные электроприводы. Следует отметить, что данные методы успешно применяются в различных отраслях промышленности (например, в нефте- и газодобыче). Материалы и методы Интегрированная система, объединяющая электрические, электронные и механические компоненты, обеспечивает точное управление движением и силовыми характеристиками. При выборе электродвигателя для составного электропривода, исходя из специфики применения, могут использоваться следующие решения: 1. Асинхронные двигатели с векторным управлением, часто применяемые для подачи проволоки и вращения позиционирующих устройств, отличаются высокой надежностью, простотой конструкции и низкой стоимостью. Однако они обладают большей инерционностью и меньшей точностью по сравнению с сервоприводами. 2. Серводвигатели постоянного или переменного тока предназначены для задач, требующих высокой точности автоматизации (роботизированная сварка). Они оснащаются энкодерами (абсолютными, инкрементальными) и оптимизированы по таким параметрам, как крутящий момент, скорость и перегрузочная способность. 3. Линейные двигатели находят применение в высокоточных технологиях, включая лазерную сварку и микроэлектронное производство. 510