Совершенствование механических преобразователей движения

Перспективы развития элементной базы электропривода

Рассматривая развитие современного электропривода необходимо учитывать, что объективной тенденцией совершенствования электротехнического оборудования является его усложнение, обусловленное повышением требовании технологических процессов и расширением потребительских свойств электротехнических изделий.

В этих условиях основной задачей развития электропривода и его средств управления является наиболее полное удовлетворение требований по автоматизации рабочих машин, механизмов и технологических линий. При этом наиболее эффективно эти возможности могут быть реализованы при использовании современных регулируемых электроприводов с микропроцессорным управлением.

В настоящее время главной задачей является расширение областей применения регулируемых электроприводов переменного тока. Успешное решение этой задачи позволяет повысить электровооруженность труда, механизировать и автоматизировать многие технологические установки и процессы, что значительно увеличит производительность труда.

Для этого необходимо решить ряд научно-технических и производственных проблем в области электротехники, так как развитие систем электроприводов требует совершенствования элементов механических передач, электрических двигателей, полупроводниковых силовых преобразователей и микроконтроллеров.

Комплексное решение вопросов совершенствования современных электроприводов и электромеханических комплексов на их основе требует особого внимания к проектированию и реализации механических преобразователей движения. В настоящее время усиливается тенденция к упрощению механических устройств технологического оборудования и усложнению их электротехнических компонентов.

При проектировании нового технологического оборудования стремятся к использованию "коротких" механических передач и без редукторных электроприводов. Выполненные исследования показали, что по массогабаритным показателям и КПД безредукторные электроприводы сравнимы с массогабаритными показателями и КПД редукторных электроприводов, если учитывается не только электродвигатель, но и редуктор.

Существенным выигрышем в применении жёстких механических передач и безредукторных электроприводов является достижение более высоких качественных показателей систем управления движением исполнительных органов машин и надёжности механизмов. Это объясняется тем, что протяженные механические передачи, охваченные обратными связями, существенно ограничивают из-за наличия упругих механических колебаний полосу пропускания частот системы управления электропривода.

Простейшие механические передачи общепромышленного применения обычно из-за податливости зубьев, валов и опор имеют несколько резонансных частот упругих колебаний. Если к этому добавить необходимость усложнения механики из-за применения устройств выборки люфтов, то становится очевидно, что применение безредукторных приводов будет все актуальней, особенно для технологического оборудования высокой производительности и качества.

Перспективным направлением развития электроприводов является применение линейных электродвигателей, которые позволяют исключить не только редуктор, по и устройства, преобразующие вращательное движение роторов двигателей в поступательное движение рабочих органов машин. Электропривод с линейным двигателем является органической частью общей конструкции машины, предельно упрощает ее кинематику и создаст возможности для оптимального конструирования машин с поступательным движением рабочих органов.

В последнее время интенсивное развитие получило технологическое оборудование со встроенными в механизм электродвигателями. Примерами таких устройств являются:

· электроинструмент,

· встраиваемые в шарнирные соединения двигатели приводов роботов и манипуляторов,

· электроприводы подъемных лебедок, в которых двигатель конструктивно объединяется с барабаном, выполняющим функции ротора.

В последние годы в отечественной и зарубежной практике определилась тенденция к более глубокой интеграции электромеханическою преобразователя (электродвигателя) с рабочим органом и некоторыми устройствами управления. Это, например, мотор-колесо в тяговом электроприводе, электрошпиндель в шлифовальных станках, челнок - поступательно движущийся элемент линейного электропривода ткацкого оборудования, исполнительный орган координатного построителя с двухкоординатным (X, Y) двигателем.

Указанная тенденция прогрессивна, поскольку интегрированные электроприводы обладают меньшей материалоемкостью, имеют улучшенные энергетические показатели, компактны и удобны в эксплуатации. Однако созданию надежных и экономичных интегрированных электроприводов должны предшествовать комплексные теоретические и экспериментальные исследования, а также конструкторские разработки, выполненные на современном уровне, обязательно включающие оптимизацию параметров, получение оценок надежности. Причём работы в указанном направлении должны выполняться специалистами различных профилей.

Контрольные вопросы

1.Перечислите основные задачи управления электроприводами.

2. Что такое автоматизированный электропривод?

Как осуществляется автоматическое управление электроприводом?

3. Способы возбуждения электродвигателя постоянного тока.

4. Какие перспективы развития современного электропривода?

5. Перечислите особенности развития автоматизированного электропривода.

6. Области применения автоматизированного электропривода.

Заключение

В учебномпособии рассматриваются необходимые теоретические сведения в области электромеханики. Приводятся основные законы электромеханики, электромеханические свойства двигателей постоянного и переменного тока, режимы преобразования энергии.

Рассматриваются материалы, применяемые в электромашиностроении; значение электроизоляционных материалов в производстве электротехнических изделий и материалов.

Представлена классификация электротехнологических и электротермических установок, в частности индукционных тигельных печей. Приведены основы теории и свойства электродугового разряда.

В разделе светотехника и источники света рассматриваются законы геометрической оптики, источники излучения, принцип действия и схема включения люминесцентной лампы с дросселем, схемы питания и конструктивное выполнение осветительных сетей.

Рассматриваются функции электропривода и требования к нему, а также перспективы развития современного электропривода

Список литературы

1. Гольдберг, О.Д. Электромеханика / О.Д. Гольдберг, С.П. Хелемская. – М.: Издательский центр «Академия», 2010.

2. Копылов, И.П. Электрические машины / И.П. Копылов. – М.: Высшая школа, 2004.

3. Проектирование электрических машин /под общей редакцией И.П. Копылова. – М.: Энергия, 2002.

4. Богоридицкий, Н.П. Электротехнические материалы: учебник / Н.П. Богоридицкий [и др.] – Энергоатомиздат, 1985. —304 с.

5. Привезенцев, В.А. Силовые кабели и высоковольтные линии / В.А. Привезенцев, Э.Т. Ларина. – М.: Энергия, 1986. - 424 с.

6. Серебряков, А.С. Электротехническое материаловедение. Проводниковые и магнитные материалы: учебное пособие/ А.С. Серебряков. – М.: РГОТУПС, 2006.

7. Индукционные тигельные печи: Учебное пособие. 2-е изд., перераб. и доп. / Л.И.Иванова, Л.С.Гробова, Б.А.Сокунов, С.Ф.Сарапулов. Екатеринбург: Изд-во УГТУ - УПИ, 2002.

8. Электротехнологические установки: учеб.пособие для вузов / А.В. Болотов, Г.А. Шепель. - М.: Высшая школа, 1988, - 336 с.

9. Электротермические установки: Учебное пособие / Б.А.Сокунов, Л.С.Гробова. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ - УПИ, 2004

10.Энергосбережение в освещении / под ред. Ю.Б. Айзенберга. - М.: «Знак», 1999.

11.Электротехнический справочник: В 4 т. Т.4. Использование электрической энергии /Под общ.ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др. (гл. ред. А.И. Попов). - 9-е изд., стер. – М.: Издательство МЭИ, 2004.

Дата добавления: 2014-10-15