Основные понятия теории электропривода

Электрический привод сменил паровую машину, которая приводила во вращение трансмиссию предприятия или отдельного цеха. Этот привод получил название группового.

Рис. 1.1. Групповой электропривод

Недостатком такого электропривода является сохранение громоздких механических трансмиссий, с помощью которых механическая энергия от двигателя распределяется рабочим машинам 1РМ, 2РМ,…,nРМ и их исполнительным механизмам 1ИМ1, 1ИМ2,…,nИМк.

Групповой электропривод предприятий и цехов был быстро вытеснен групповым электроприводом отдельных машин.

Рис. 1.2. Групповой электропривод отдельных машин

Групповым электроприводом называется электропривод, при котором от одного электрического двигателя приводится в движение несколько рабочих машин или несколько исполнительных механизмов одной машины. Машины с групповым электроприводом до недавнего времени имели широкое распространение.

Управление законом движения исполнительных механизмов группового электропривода осуществляется механическими устройствами (управляемые муфты, коробки передач, фрикционы и т.д.). Последние имеют сложную кинематику, т.к. разработка, изготовление и обслуживание их требует больших затрат. Поэтому следующим шагом в развитии электропривода явилось создание индивидуального электропривода.

Рис. 1.3. Индивидуальный электропривод

Индивидуальным электроприводом называется электропривод, при котором каждый исполнительный механизм машины приводится в движение отдельным электродвигателем или несколькими электродвигателями. В последнем случае электропривод называется индивидуальным многодвигательным.

Рис. 1.4. Индивидуальный многодвигательный электропривод

В развитии электропривода переход к индивидуальному электроприводу означает качественный скачок, т.к. в этом случае кроме преобразования электрической энергии в механическую, электропривод осуществляет важную функцию управления технологическим процессом, приводимого в движение механизма.

Современный электропривод является индивидуальным автоматизированным электроприводом. Он включает в себя систему автоматического управления (САУ), которая в простейшем случае осуществляет пуск и останов электродвигателя, а в более сложных случаях управляет технологическим процессом приводимого в движение исполнительного механизма.

Мощность автоматизированного электропривода охватывает диапазон от нескольких долей ватта до десятков тысяч киловатт.

Автоматизированный электропривод делится на управляемый и неуправляемый, постоянного, переменного тока, транзисторный и тиристорный. До недавнего времени в качестве регулируемого электропривода применялся электропривод постоянного тока. В последние годы значительные успехи в силовой преобразовательной технике привели к созданию надежных регулируемых транзисторных и тиристорных электроприводов переменного тока. Так как двигатели переменного тока имеют неоспоримые преимущества перед двигателями постоянного тока (они значительно дешевле, надежнее, имеют лучшие массогабаритные показатели и относительно простую конструкцию) в ближайшие годы ожидается бурное развитие управляемого электропривода переменного тока. Этому способствует широкое внедрение в управляемый электропривод микропроцессорной техники.

Стремление к упрощению кинематических цепей машин и механизмов привело к созданию безредукторных электроприводов, которые по сравнению с редукторными обладают большей надежностью и быстродействием, технологичнее в изготовлении. Предельно упрощает кинематику машин применение управляемого электропривода на базе линейных электрических машин постоянного и переменного тока. При этом создаются максимальные удобства для оптимального конструирования машин с поступательным движением рабочих органов.

Электрическим приводом называется электромеханическое устройство, предназначенное для приведения в движение рабочих органов машин и управления их технологическими процессами.

Электропривод представляет собой единую электромеханическую систему, структурная схема которой имеет вид (рис. 2.1):

Рис. 2.1. Структурная схема электропривода

ЭСУ - энергетическая часть системы управления;

ИСУ - информационная часть системы управления;

ЭМП – электромеханический преобразователь;

РД – ротор двигателя;

ПМ – передаточный механизм;

ИМ - исполнительный механизм.

Потребляемая из сети электрическая энергия электромеханическим преобразователем (ЭМП) преобразуется в механическую энергию. Механическая энергия передаётся ротору двигателя (РД), где частично расходуется на увеличение запаса кинетической энергии и на механические потери двигателя. Оставшаяся часть механической энергии с вала двигателя через передаточный механизм ПМ поступает в исполнительный механизм ИМ и далее к его рабочему органу.

В современном электроприводе ЭСУ представляет собой управляемый преобразователь электрической энергии того или иного вида, обеспечивающий преобразование тока, напряжения и частоты, необходимое для работы электропривода.

Информационная система управления (ИСУ) управляет процессом преобразования энергии (электрической в механическую и наоборот) на основе информации о заданных режимах работы, о текущем состоянии системы и о протекании технологического процесса.

К ротору двигателя при скорости ω приложен электромагнитный момент М, под действием которого механическая часть приводится в движение и в рабочем органе машины совершается предусмотренная технологическим процессом работа.

Дата добавления: 2014-12-08