Современная электроника №4/2026

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 22 WWW.CTA.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 4 / 2026 органов управления (кнопок, пере- ключателей и/или сенсорного жид- кокристаллического дисплея), а так- же наблюдения за состоянием ЭП с помощью приборов индикации (ламп и/или жидкокристаллического дис- плея). ПУИ может входить в состав СПУ (встроенный ПУИ) или распола- гаться на расстоянии от него (вынос- ной ПУИ). СУ ВУ предназначена для управле- ния технологическим процессом, рабо- чей машиной как его частью и, соот- ветственно, ЭП, который приводит в движение ИО рабочей машины. СУ ВУ называется СУ электроприводом – она является внешней для ЭП систе- мой и осуществляет автоматическое управление и контроль ЭП: включе- ние/выключение, задание режимов работы и параметров движения ЭП, контроль и наблюдение за его состо- янием (мониторинг). Таким образом, ЭП осуществля- ет энергетическое взаимодействие с источником электрической энергии и рабочей машиной, информационное взаимодействие с СУ ВУ, а также име- ет возможность взаимодействовать с человеком-оператором через ПУИ, ког- да требуется вручную изменить какие- либо параметры ЭП или наблюдать за его состоянием. СУ ЭП, как правило, входит в состав СПУ, и вместе они представляют собой регулируемый источник питания (ИП), который изменяет параметры источ- ника электрической энергии (напря- жение и частота) в соответствии с определённым алгоритмом. Поэтому можно считать, что в ЭП постоянно- го тока ЭД подключается к регулиру- емому ИП, который изменяет среднее (действующее) значение напряжения, подаваемого на него, а в ЭП перемен- ного тока регулируемый ИП изменя- ет частоту и амплитуду (действующее значение) подаваемого на ЭД напря- жения. По мощности ЭП можно условно раз- делить на следующие группы [11]: ● малой мощности (до 10 кВт); ● средней мощности (10–250 кВт); ● большой мощности (250–1000 кВт); ● сверхбольшой мощности (более 1 МВт). В настоящее время ЭП с ЭД перемен- ного тока и полупроводниковыми ПЧ занял лидирующее положение сре- ди других типов регулируемого ЭП в промышленности. Расширение рын- ка ПЧ обусловлено растущей промыш- ленной автоматизацией и совершен- ствованием подходов к повышению энергоэффективности. Среди ЭД пере- менного тока самыми распростра- нёнными являются АД. Это связано с простотой конструкции, высокой надёжностью и экономичностью АД. Хотя достаточно часто в промышлен- ности применяются и СД. В качестве полупроводниковых ПЧ наиболее широкое применение полу- чили ПЧ с промежуточным звеном постоянного тока на основе двух полу- проводниковых преобразователей: управляемых (АВН) или неуправляе- мых (НВ) выпрямителей напряжения и автономных инверторов напряже- ния (АИН). АВН и АИН реализованы в основном на базе IGBT-транзисторов, а НВ – на базе диодов. АВН являются намного более перспективными, чем НВ, так как могут обеспечить задан- ный коэффициент мощности, мень- ше искажают электрическую сеть и позволяют рекуперировать накоплен- ную при движении ИО кинетическую энергию обратно в источник электри- ческой энергии при торможении ИО (если имеется техническая возмож- ность рекуперации) [6]. Учитывая изложенное в предыду- щих двух пунктах, в данной статье рассматриваются ЭП переменного тока с ПЧ на основе АВН и АИН, в кото- рых применяются IGBT-транзисторы. Несмотря на то, что главное внима- ние в данной статье уделено ЭП пере- менного тока, основные принципы построения СУ ЭП, особенности их структуры и конструкции, рассмо- тренные в ней, могут быть использо- ваны при проектировании и ЭП посто- янного тока. ЭП, в зависимости от типа регули- руемого параметра движения, быва- ют позиционными, скоростными и моментными. Система автоматическо- го регулирования (САР) стабилизиру- ет или изменяет по заданному закону положение (угол поворота или линей- ное перемещение), скорость (скорость вращения или линейную скорость) или момент (крутящий момент или тяговое усилие) ИО. В ЭП применяют- ся в основном системы подчинённо- го регулирования параметров дви- жения, когда САР имеет несколько контуров, каждый из которых имеет свой регулятор и подчиняется выше- стоящему контуру. Например, пози- ционные СУ ЭП имеют три контура регулирования: положения, скорости и тока (момента). Контур регулирова- ния положения является внешним и самым медленным, а контур регули- рования тока (момента) – внутренним и самым быстрым [13]. Современные СУ ЭП построены в основном на базе микроконтролле- ров (МК) и, как любая микроконтрол- лерная система управления (МКСУ), состоят из аппаратной и программ- ной частей: аппаратного обеспече- ния и программного обеспечения (ПО). Разработка ПО для СУ ЭП явля- ется сложной технической задачей, и её решение основано на примене- нии специальных алгоритмов управ- ления ЭП. Поэтому, кроме аппаратного и программного обеспечений, для СУ ЭП имеет важное значение алгорит- мическое обеспечение, которое мож- но рассматривать как составную часть ПО или как отдельную часть, входя- щую в состав СУ ЭП. Современные СУ ЭП имеют полное цифровое управление (без анало- говых регуляторов), их аппаратное обеспечение реализовано либо на базе высокопроизводительных МК с RISC-архитектурой (например, ARM и RISC-V), либо на базе специализи- рованных (для управления ЭП) циф- ровых сигнальных контроллеров (ЦСК или, в зарубежной литературе, DSC) [2, 3, 10]. В современных СУ ЭП внутренние контуры регулирования (тока или момента) всё чаще выполняют на основе программируемых логиче- ских микросхем (ПЛИС или, в зару- бежной литературе, FPGA и CPLD), которые имеют максимальное быстродействие за счёт параллель- ного выполнения вычислений, или специализированных для этого при- менения микросхем (СИС или, в зару- бежной литературе, ASIC). ПЛИС являются полностью цифровыми устройствами и не имеют встроен- ного аналого-цифрового преобразо- вателя (АЦП), поэтому к ним необ- ходимо подключать внешний АЦП. СИС могут иметь встроенный АЦП, но чаще им тоже требуется подклю- чение внешнего АЦП [12]. Учитывая изложенное в предыду- щих двух пунктах, современные СУ ЭП правильнее называть не микро- контроллерными, а цифровыми, так как они могут быть построены на базе не только МК или ЦСК, но также ПЛИС или СИС. Поэтому цифровые СУ ЭП – более широкое понятие, а микрокон-