Развитие электропривода в СССР

В Советском Союзе развитие электропривода получило широкий размах в годы пятилеток в связи с общей индустриализацией страны.

Основоположники марксизма-ленинизма всегда придавали боль­шое значение роли электрической энергии во всех отраслях народного хозяйства. Всем известно определение В. И. Ленина «Коммунизм — это есть Советская власть плюс электрификация всей страны».

Под руководством Коммунистической партии ученые и инженеры уже в первые годы советской власти создали государственный план электрификации России — ГОЭЛРО, который был осуществлен с боль­шим перевыполнением и в более короткие сроки, чем это было преду­смотрено планом. По плану ГОЭЛРО было намечено соорудить и ввести в эксплуатацию в течение 10—15 лет 30 новых районных электро­станций общей мощностью 1 млн. 500 тыс. кВт. За 15 лет — к 1935 г. на районных электростанциях было фактически введено около 4,5 млн. кВт.

Созданный по указанию В. И. Ленина еще в 1921 г. Государст­венный экспериментальный электротехнический институт, реорга­низованный в 1929 г. во Всесоюзный электротехнический институт (ВЭИ), оказал большое влияние на развитие отечественной электро­техники, в том числе и на развитие электропривода.

Большую роль в развитии электропривода сыграла также начав­шаяся подготовка инженерных кадров в этой области.

Еще в 1922 г. в Ленинградском электротехническом институте имени Ульянова (Ленина) под руководством проф. С. А. Ринкевича создается специальность «электрификация промышленности», которая положила начало регулярному выпуску специалистов в области элек­тропривода и электрификации промышленности.

В 1925 г. выходит в свет книга проф. С. А. Ринкевича «Электри­ческое распределение механической энергии», явившаяся первым систематизированным трудом, в котором с большой полнотой рас­сматривались основные вопросы теории и практики электропривода. Дальнейшее развитие теории и практики электропривода нашло свое отражение в труде проф. В. К. Попова «Применение электродвига­телей в промышленности» (1932—1939 гг.), а также в трудах Р. Л. Аронова, А. Т. Голована, Д. П. Морозова и др. Вопросы автоматиче­ского управления электроприводами нашли освещение в трудах ака­демиков М. П. Костенко, В. С. Кулебакина, а также А. Г. Иосифьяна, В. К. Попова, Д. В. Васильева и др.

Уже в первые годы советской власти были созданы предпосылки к широкому развитию научно-исследовательских работ, способствовав­ших внедрению электропривода в различные отрасли отечественной промышленности.

Размах электрификации страны иллюстрируется данными о про­изводстве электрической энергии в СССР, приведенными в таблице.

Таблица 34.1

Показатель
Выработка электроэнергии, млрд.кВт∙ч	48,6	91,2	170,2	292,3	506,7	740,9	1295,0

Огромное увеличение производства электроэнергии вызвано широ­ким размахом электрификации всех отраслей промышленности. В уголь­ной, металлургической, химической, машиностроительной и других отраслях промышленности коэффициент электрификации (т. е. отно­шение установленной мощности электродвигателей к общей уста­новленной мощности двигателей всех видов, выраженное в процентах) приближается к 100 %.

Уже в 1960 г. коэффициент электрификации в важнейших отрас­лях промышленности СССР составлял: в химической промышлен­ности 97,7, в металлургической 86,9, в промышленности общего маши­ностроения 98,5, в угольной 99,1 %. Электровооруженность промыш­ленности СССР достигла весьма значительных размеров.

В такой отрасли промышленности, как, например, металлургия, в царской России преобладал паровой двигатель. В настоящее время паровой привод в металлургии почти всюду вытеснен электроприво­дом.

Претворение в жизнь плана индустриализации привело к созда­нию в Советском Союзе мощной машиностроительной промышленности и к выпуску огромного количества электрических машин, аппаратов и других изделий электропромышленности.

Так, в черной металлургии уже в первой пятилетке было вве­дено в строй 19 мощных прокатных станов, а во второй 60, из них 9 блюмингов, электропривод которых является одним из наиболее сложных автоматизированных устройств. Завод «Электросила» в 1931 г. выпустил первый советский электропривод блюминга с двигателем 7000 л. с. и с трехмашинным маховичным агрегатом, состоящим из асинхронного двигателя мощностью 3680 кВт и двух генераторов по 3000 кВт. В 1931 —1932 гг. разрабатывается отечественная система комплексной автоматизации электроприводов загрузки доменных пе­чей. Создается электрооборудование для врубовых машин угольной промышленности, взаимосвязанный электропривод бумагоделательных машин и т. п.

В 1936—1937 гг. были разработаны на принципе следящего при­вода схемы автоматического управления нажимными винтами прокат­ных станов.

Последующие годы (1940—1945 гг.) ознаменованы разработкой новых принципов построения систем автоматического управления электроприводами, основанных на применении замкнутых цепей с об­ратными связями и использовании электромашинных, электронных и в дальнейшем магнитных усилителей.

Широкое применение усилителей позволило осуществить непре­рывное управление и обеспечить необходимое формирование переход­ных процессов в электроприводах большого числа механизмов с плав­ным и большим диапазоном электрического регулирования скорости.

Еще в довоенное время проводились работы, связанные с заме­ной электромашинного преобразовательного агрегата системы генера­тор — двигатель статическим. Первая установка такого рода, в которой двигатель постоянного тока для привода шахтного подъемника питался от управляемого ртутного выпрямителя, была пущена в эксплуатацию в 1940 г. Замена электромашинного агрегата ртутным выпрямителем заметно удешевила установку и привела к повышению КПД электро­привода.

В послевоенные годы такие электроприводы нашли применение на металлургических заводах для привода прокатных станов.

Сложные автоматизированные электроприводы, способствующие повышению производительности и улучшению качества продукции, были использованы в станах холодной прокатки, шахтных подъемных машинах, текстильных поточных агрегатах, скоростных лифтах высот­ных зданий, бумагоделательных машинах, экскаваторах, сложных металлорежущих станках и др.

В годы пятилеток такие заводы, как ХЭМЗ, «Электросила», «Ди­намо» и др. обеспечили быстрее развитие новых типов электроприводов.

При проектировании и реализации указанных электроприводов большую работу провели коллективы таких организаций и заводов, как ЦНИИТмаш, трест «Электропривод», ГПИ «Тяжпромэлектропроект», ЭНИМС, заводы им. Я. М. Свердлова, фрезерных станков в г. Горьком, им. Серго Орджоникидзе и др.

Широкое развитие сельскохозяйственного машиностроения (трак­торостроения, производства комбайнов), автомобилестроения, самоле­тостроения и других видов массового производства потребовало зна­чительного развития механизации и автоматизации трудоемких процессов на базе повсеместного использования автоматизированного элек­тропривода и современных систем управления им.

Заводом «Станкоконструкция» и ЭНИМС еще в первой пятилетке была разработана и пущена в эксплуатацию автоматическая линия станков для обработки блока цилиндров тракторного двигателя. Вве­дение автоматической линии способствовало заметному росту произ­водительности труда за счет использования агрегатных станков, веду­щих обработку изделий одновременно многими инструментами и с раз­ных сторон, существенного сокращения вспомогательного времени и автоматизации цикла обработки, совершаемого без участия опера­тора.

Революционизирующее влияние на развитие автоматизированного электропривода оказали разработка и производство полупроводнико­вых приборов — транзисторов, тиристоров, которые благодаря сеоим преимуществам стали вытеснять ранее применявшиеся в электропри­воде устройства с электронными лампами и ионными приборами. На­ряду с системой генератор—двигатель (Г—Д), все шире используется более быстродействующая система тиристорный преобразователь — двигатель (ТП—Д).

В результате освоения нашей промышленностью мощных и на­дежных силовых тиристоров удается создавать преобразовательные устройства большой мощности. Тиристорные преобразователи отли­чаются высоким КПД, практически безынерционны, требуют незна­чительной мощности для управления и с их помощью создаются си­стемы электроприводов, обладающие плавным и широким диапазо­ном регулирования скорости. Соответствующие схемные решения обеспечивают формирование необходимых статических и динамических характеристик.

Быстрое развитие в СССР и за рубежом полупроводниковой тех­ники, существенное увеличение выпускаемых тиристоров обусловли­вают резкое уменьшение их стоимости, поэтому наряду с широким использованием тиристорных преобразователей для приводов постоян­ного тока уже сейчас осваиваются автоматизированные электропри­воды переменного тока, управляемые различного рода тиристорными преобразователями.

Известно, что асинхронный двигатель с короткозамкнутым рото­ром в несколько раз дешевле коллекторного двигателя постоянного тока, имеет меньшие габариты, может быть выполнен на существенно большие скорости при той же мощности, надежней и проще в эксплуа­тации, так как является бесконтактным. Уже сейчас разработанные принципы автоматического управления электроприводами переменного тока с тиристорными преобразователями обеспечивают экономичное плавное регулирование скорости в большом диапазоне, позволяя получить значительно лучшие динамические характеристики этого электропривода по сравнению с электроприводом постоянного тока.

Привод переменного тока, в котором используется асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором с частотным управлением, является весьма перспективным и в ближайшем будущем во многих случаях сможет заменить систему ТП—Д постоянного тока.

Широким фронтом ведутся научно-исследовательские работы в об­ласти электропривода во ВНИИэлектропривод и в других научно-исследовательских, и проектных институтах, в высших учебных заве­дениях страны — Московском энергетическом, Ленинградском и Харь­ковском электротехнических институтах, Ленинградском политехни­ческом и др.

Благодаря этому возникла возможность нового мощного разви­тия теории и практики электропривода.

Природа социалистического хозяйства и его плановый характер создают все условия для последовательного и целеустремленного технического развития любой области техники. В этих условиях, особенно в такой многогранной и всюду проникающей области тех­ники, как электропривод, совершенно естественно возникает необ­ходимость в общей теории, которая могла бы определенным образом направлять и обобщать практическую деятельность. Поэтому не слу­чайно, что именно в СССР вопросы общей теории и практики электро­привода получили наибольшее развитие и работы советских ученых в этой области являются наиболее значительными.

Дата добавления: 2014-12-25