Электропривод - это что такое? Определение. Двигатель на электропривод


Электрический привод — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 21 января 2017; проверки требуют 9 правок. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 21 января 2017; проверки требуют 9 правок.

Электрический привод (сокращённо — электропривод, ЭП) — управляемая электромеханическая система, предназначенная для преобразования электрической энергии в механическую и обратно и управления этим процессом.

Современный электропривод — совокупность множества электромашин, аппаратов и систем управления ими. Он является основным потребителем электрической энергии (до 60 %)[1] и главным источником механической энергии в промышленности.

В ГОСТ Р 50369-92 электропривод определён как электромеханическая система, состоящая из преобразователей электроэнергии, электромеханических и механических преобразователей, управляющих и информационных устройств и устройств сопряжения с внешними электрическими, механическими, управляющими и информационными системами, предназначенная для приведения в движение исполнительных органов рабочей машины и управления этим движением в целях осуществления технологического процесса[2].

Как видно из определения, исполнительный орган в состав привода не входит. Однако авторы авторитетных учебников[1][3] включают исполнительный орган в состав электропривода. Это противоречие объясняется тем, что при проектировании электропривода необходимо учитывать величину и характер изменения механической нагрузки на валу электродвигателя, которые определяются параметрами исполнительного органа. При невозможности реализации прямого привода электродвигатель приводит исполнительный орган в движение через кинематическую передачу. КПД, передаточное число и пульсации, вносимые кинематической передачей, также учитываются при проектировании электропривода.

ru.wikipedia.org

Электрические приводы. Виды. Устройство. Применение. Работа

Электропривод – электромеханическая система, служащая для привода в движение функциональных органов машин и агрегатов для выполнения определенного технологического процесса. Электрические приводы состоят из электродвигателя, устройства преобразования, управления и передачи.

С прогрессом промышленного производства электрические приводы заняли в быту и на производстве лидирующую позицию по числу электродвигателей и общей мощности. Рассмотрим структуру, типы, классификацию электроприводов, и предъявляемые к нему требования.

Устройство
 

1 — Передний крепеж2 — Винтовая передача3 — Концевой датчик4 — Электродвигатель5 — Зубчатая передача6 — Задний крепеж

Функциональные компоненты

• Р – регулятор служит для управления электроприводом.• ЭП – электрический преобразователь служит для преобразования электроэнергии в регулируемую величину напряжения.• ЭМП – электромеханический преобразователь электричества в механическую энергию.• МП – механический преобразователь способен изменять быстродействие и характер движения двигателя.• Упр – управляющее действие.• ИО – исполнительный орган.

Функциональные части

• Электропривод.• Механическая часть.• Система управления.

Исполнительный механизм является устройством, которое смещает рабочую деталь по поступающему сигналу от управляющего механизма. Рабочими деталями могут быть шиберы, клапаны, задвижки, заслонки. Они изменяют количество поступающего вещества на объект.

Рабочие органы могут двигаться поступательно, вращательно в определенных пределах. С их участием производится воздействие на объект. Чаще всего электропривод с исполнительным механизмом состоят из электропривода, редуктора, датчиков положения и узла обратной связи.

Сегодня электрические приводы модернизируются по их снижению веса, эффективности действия, экономичности, долговечности и надежности.

Свойства привода

• Статические. Механическая и электромеханическая характеристика.• Механические. Это зависимость скорости вращения от момента сопротивления. При анализе динамических режимов механические характеристики полезны и удобны.• Электромеханические. Это зависимость скорости вращения от тока.• Динамические. Это зависимость координат электропривода в определенный момент времени при переходном режиме.

Электрические приводы. Классификация

Электроприводы обычно классифицируются по различным параметрам и свойствам, присущим им. Рассмотрим основные из них.

По виду движения
  • Вращательные.
  • Поступательные.
  • Реверсивные.
  • Возвратно-поступательные.
По принципу регулирования
  • Нерегулируемый.
  • Регулируемый.
  • Следящий.
  • Программно управляемый.
  • Адаптивный. Автоматически создает оптимальный режим при изменении условий.
  • Позиционный.
По виду передаточного устройства
  • Редукторный.
  • Безредукторный.
  • Электрогидравлический.
  • Магнитогидродинамический.
По виду преобразовательного устройства
  • Вентильный. Преобразователем является транзистор или тиристор.
  • Выпрямитель-двигатель. Преобразователем является выпрямитель напряжения.
  • Частотный преобразователь-двигатель. Преобразователем является регулируемый частотник.
  • Генератор-двигатель.
  • Магнитный усилитель-двигатель.
По методу передачи энергии
  • Групповой. От одного мотора через трансмиссию приводятся в движение другие исполнительные органы рабочих машин. В таком приводе очень сложное устройство кинематической цепи. Электрические приводы такого вида являются неэкономичными из-за их сложной эксплуатации и автоматизации. Поэтому такой привод сегодня не нашел широкого применения.
  • Индивидуальный. Он характерен наличием у каждого исполнительного органа отдельного электродвигателя. Такой привод является одним из основных на сегодняшний день, так как кинематическая передача имеет простое устройство, улучшены условия техобслуживания и автоматизации. Индивидуальный привод нашел популярность в современных механизмах: сложных станках, роботах-манипуляторах, подъемных машинах.
  • Взаимосвязанный. Такой привод имеет несколько связанных электроприводов. При их функционировании поддерживается соотношение скоростей и нагрузок, а также положение органов машин. Взаимосвязанные электрические приводы необходимы по соображениям технологии и устройству. Для примера можно назвать привод ленточного конвейера, механизма поворота экскаватора, или шестерни винтового пресса большой мощности. Для постоянного соотношения скоростей без механической связи применяется схема электрической связи нескольких двигателей. Такая схема получила название схемы электрического вала. Такой привод используется в сложных станках, устройствах разводных мостов.
По уровню автоматизации
  • Автоматизированные.
  • Неавтоматизированные.
  • Автоматические.
По роду тока
  • Постоянного тока.
  • Переменного тока.
По важности операций
  • Главный привод.
  • Вспомогательный привод.
Подбор электродвигателя

Чтобы приводы производили качественную работу, необходимо правильно выбрать электрический двигатель. Это создаст условия долгой и надежной работы, а также повысит эффективность производства.

При подборе электродвигателя для привода агрегатов целесообразно следовать некоторым советам по:

  • Требованиям технологического процесса выбирают двигатель с соответствующими характеристиками, конструктивного исполнения, а также метода фиксации и монтажа.
  • Соображениям экономии подбирают надежный, экономичный и простой двигатель, который не нуждается в больших расходах на эксплуатацию, имеет малый вес, низкую цену и небольшие размеры.
  • Условиям внешней среды и безопасности подбирают соответствующее исполнение мотора.

Правильный подбор электродвигателя обуславливает технико-экономические свойства всего привода, его надежность и длительный срок работы.

Преимущества
  1. Возможность более точного подбора мощности двигателя для электропривода.
  2. Электрический мотор менее пожароопасен в отличие от других типов двигателей.
  3. Приводы дают возможность быстрого пуска и остановки механизма, его плавного торможения.
  4. Нет необходимости в специальных регуляторах питания для электродвигателя. Все процессы происходят в автоматическом режиме.
  5. Приводы дают возможность подбора мотора, свойства которого лучше других моделей сочетаются с характеристиками агрегата.
  6. С помощью электрического привода можно плавно регулировать обороты механизма в определенных пределах.
  7. Электродвигатель может преодолеть большие и долговременные перегрузки.
  8. Электропривод дает возможность получения максимальной скорости и производительности рабочего механизма.
  9. Электродвигатель дает возможность экономить электричество, а при определенных условиях даже генерировать ее в сеть.
  10. Полная и простая автоматизация установок и механизмов возможна только с помощью электроприводов.
  11. КПД электромоторов имеет наибольший показатель по сравнения с другими моделями двигателей.
  12. Моторы производят с повышенной уравновешенностью. Это дает возможность встраивания их в механизмы машин, делать менее массивным фундамент.

Инновационные электрические приводы все автоматизированы. Системы управления приводом дают возможность рационального построения технологических процессов, увеличить производительность и эффективность труда, оптимизировать качество продукции и уменьшить ее цену.

Технические требования

К любым техническим механизмам и агрегатам предъявляются определенные требования технического плана. Не стали исключением и электроприводы. Рассмотрим основные предъявляемые к ним требования.

Надежность

В соответствии с этим требованием привод должен исполнять определенные функции и заданных условиях в течение некоторого интервала времени, с расчетной вероятностью работы без возникновения неисправностей.

При невыполнении этих требований остальные свойства оказываются бесполезными. Надежность может значительно отличаться в зависимости от характера работы. В некоторых механизмах не требуется долгого времени работы, однако отказ механизма не должен иметь место. Такой пример можно найти в военной промышленности. И другой пример, где наоборот, время службы должно быть большим, а отказ устройства вполне возможен, и не приведет к серьезным последствиям.

Точность

Это требование связано с отличием показателей от заданных. Они не могут превышать допустимые величины. Электроприводы должны обеспечивать перемещение рабочего элемента на определенный угол или за некоторое время, а также поддерживать на определенном уровне скорость, ускорение или момент вращения.

Быстродействие

Это качество привода обеспечивает быструю реакцию на разные воздействия управления. Быстродействие связано с точностью.

Качество

Такая характеристика обеспечивает качество процессов перехода, исполнение определенных закономерностей их выполнения. Качественные требования создаются вследствие особенностей работы машин с электроприводами.

Энергетическая эффективность

Любые производственные процессы преобразования и передачи имеют потери энергии. Наиболее важным это качество стало в применении электроприводов механизмов, приводах значительной мощности, долгим режимом эксплуатации. Эффективность использования энергии определяется КПД.

Совместимость

Электрические приводы должны совмещаться с работой аппаратуры, в которой они применяются, с их системой снабжения электроэнергией, информационными данными, а также с рабочими элементами. Наиболее остро стоит требование совместимости электроприводов для медицинской и бытовой техники, в радиотехнике.

Похожие темы:

 

electrosam.ru

Электропривод - это что такое? Определение

В настоящее время абсолютно любая машина включает в себя три основные части, среди которых двигатель, исполнительный орган и передаточный механизм. Для надлежащего выполнения технологической машиной собственных функций ее исполнительный орган, так или иначе, должен совершать в достаточной степени определенные перемещения, реализуемые посредством привода. Что же следует понимать под этим понятием? Как осуществляется управление электроприводом? Какова история его возникновения? На эти и другие не менее серьезные вопросы можно отыскать ответы в процессе прочтения материалов данной статьи.

Введение

Важно знать, что на сегодняшний день известны следующие виды приводов:

  • Ручной, механический или конный привод.
  • Привод от ветряного двигателя.
  • Привод газовой турбины.
  • Привод гидравлического, пневматического или электрического двигателя (например, шаровой электропривод).
  • Привод водяного колеса.
  • Паровой привод.
  • Привод двигателя внутреннего сгорания.
  • Привод гидравлического, пневматического или электрического двигателя.

Сегодня деталь служит основной структурной составляющей любой машины технологического назначения, его ключевой задачей является обеспечение требуемого перемещения исполнительного органа механизма в соответствии с заданным законом. Необходимо отметить, что техническую машину современного времени целесообразно представить в качестве комплекса взаимодействующих приводов, которые объединены посредством системы управления, в полной мере обеспечивающей органам исполнения необходимые перемещения по сложным траекториям.

Электропривод – это современное решение

Интересно знать, что в процессе стремительного развития производства промышленности электрический привод на сегодняшний день занял первое место не только касательно представленной отрасли, но и в быту по суммарной определенной мощности двигателей и, конечно же, количественным характеристикам. Важно иметь в виду, что в любом электрическом приводе выделяется силовая часть, по которой передается энергия исполнительному органу от двигателя, и управленческая система, в полной мере обеспечивающая его перемещение в соответствии с заданным законом.

Электропривод – это понятие, определение которого вместе в развитием техники расширялось и уточнялось как в плане аспекта систем управления, так и касательно аспекта механики. Интересно знать, что в книге «Использование электрических двигателей в промышленности», изданной в 1935 году В. К. Поповым (профессор индустриального Ленинградского института), определено весьма интересное понятие регулируемого электрического привода. Так, под электроприводом следует понимать такой механизм, в отношении которого возможно изменение скорости, что не зависит от нагрузки.

Современное понятие электропривода

Со временем функции и области применения электрического привода расширялись. Так, к примеру, появился швейный электропривод или электропривод замочной скважины. Именно поэтому при автоматизации процессов производственного характера в комплексе появилась необходимость в уточнении рассматриваемого понятия. Так, на третьей конференции, связанной с автоматизацией процессов производства в области машиностроения и автоматизированного электропривода в промышленности, которая состоялась в мае 1959 года в Москве, было утверждено новое определение. Электропривод – это не что иное, как комплексное устройство, которое осуществляет преобразование электроэнергии в энергию механическую, а также обеспечивает электрическое управление механической энергией, которая была преобразована.

Электропривод в литературе

Интересно отметить, что С. И. Артоболевский в 1960 году в работе «Привод – ключевой структурный элемент машины» сделал вывод, что рассмотрению приводов в качестве комплексных систем, которые включают в себя исполнительный орган, передаточный механизм и двигатель, должного внимания не уделяется. Так, он подчеркнул, что теория электрического привода занимается условиями работы электродвигателя, не учитывая вспомогательный орган и передаточный механизм, а механика в плане теории изучает исполнительные органы и передаточные устройства, не учитывая при этом влияние двигателя.

Важно заметить, что в учебном пособии «База автоматизированного электропривода» в 1974 году Чиликина М. Г. и иных авторов был приведен следующий термин: «Электропривод – это электромеханическое устройство, которое предназначено для автоматизации и электрификации производственных процессов и состоит из управляющего, преобразовательного, передаточного и электродвигательного устройств».

Работа электропривода

Как же осуществляется работа электропривода? Для примера возьмем электропривод замка. Так, механическая энергия от передаточного устройства передается непосредственным образом рабочему (исполнительному) органу механизма производственного назначения. Электрический привод реализует преобразование электроэнергии в механическую, а также в полной мере обеспечивает электрическое управление энергией, которая была преобразована, согласно актуальным технологическим требованиям, относящимся к режимам работы механизма производственного характера.

Какие же еще определения известны сегодня?

Интересно знать, что в политехническом словаре в 1977 году, который был издан под редакцией И. И. Артоболевского (академик), приводился следующие термин: «Электропривод – не что иное, как электромеханическое устройство, предназначенное для приведение в движение машин и механизмов, в которой источник энергии – электродвигатель». Там отмечалось, что любой электрический привод (например, коляска-электропривод) включает в себя один или некоторое число электродвигателей, передаточный механизм, а также аппаратуру управления.

Особенности современных электроприводов

На сегодняшний день известно широкое многообразие электрических приводов. Ярким примером тому служит задвижка с электроприводом, ведь, казалось бы, совсем недавно общество и вообразить не могло подобный механизм. Важно заметить, что современные электрические приводы отличаются предельно высоким уровнем автоматизации, что позволяем им в полной мере работать в соответствии с экономичными режимами, а также с высокой точностью производить необходимые параметры движения машинного исполнительного органа. Именно поэтому уже на начале 1990-х рассматриваемый термин был расширен в сферу автоматизации.

Определение по ГОСТ

В ГОСТ Р50369-92 "Электроприводы" было представлено следующее понятие: «Электропривод – это электромеханическая система, включающая в себя преобразователи энергии, которые взаимодействуют между собой, механические и электромеханические преобразователи, информационные и управляющие устройства, а также механизмы сопряжения с внешними механическими, электрическими, информационными и управляющими системами. Предназначены они для приведения исполнительных органов машины в движение, а также контроля за этим движением для реализации технологического процесса».

В. И. Ключев об электроприводе

Как выяснилось, абсолютно любой электропривод, к примеру, электропривод зеркал, состоит из нескольких частей. Целесообразным будет подробнее раскрыть данную тему. Так, учебник В. И. Ключева «Теория электрического привода», который был издан в 2001 году, дает следующее определение рассматриваемого понятия в качестве технического устройства: «Электрический привод – не что иное, как электромеханическое устройство, которое предназначено для приведения в движение исполнительных органов машины и управления процессами технологической природы. Состоит оно из управляющего устройства, электродвигательного механизма и передаточного устройства». При этом в учебнике представлены четкие пояснения в плане назначения и состава названных составляющих электропривода. Целесообразным будет подробнее рассмотреть данный вопрос в следующей главе.

Части электропривода

Передаточное устройство любого электрического привода (например, инвалидная с электроприводом) содержит соединительные муфты и механические передачи, которые необходимы для передачи механической энергии, вырабатываемой двигателем, исполнительному механизму.

Преобразовательный механизм предназначен для управления потоком электроэнергии, который поступает из сети, для надлежащего регулирования режимов работы механизма и двигателя. Следует дополнить, что он является энергетической частью системы управления электрическим приводом.

Управляющее устройство служит информационной слаботочной частью управленческой системы, которая предназначена для сбора и последующей обработки поступающих сведений касательно состояния системы, задающих воздействий, а также выработки на основе данной системы сигналов контроля за преобразовательным устройством электродвигателя.

Два толкования

Из приведенного в статье материала можно сделать вывод о том, что понятие электропривода в настоящее время определяется двумя трактовками: в качестве совокупности разных устройств и в качестве раздела науки. В учебном пособии для высших учебных заведений «Теория автоматизированного электрического привода», которое было издано в 1979 году, подчеркивается, что теория электрического привода как самостоятельная область науки зародилась именно в нашей стране.

Важно отметить, что начальной точкой ее развития целесообразно считать 1880 год, ведь именно тогда в известном журнале под названием «Электричество» опубликовали статью Д. А. Лачинова «Электромеханическая работа». В ней впервые были охарактеризованы плюсы электрического распределения энергии механической.

Необходимо дополнить, что это же учебное пособие предполагает определение электрического привода в качестве области прикладной науки: «Теория электрического привода – техническая наука, которая изучает общие признаки электромеханических систем, методики их синтеза в соответствии с заданными показателями, а также законы управления движением этих систем».

Сегодня электрический привод - часть важнейшей, бурными темпами развивающейся сферы техники и науки, которая занимает ведущие позиции в автоматизации и электрификации быта и промышленности. Его применение и развитие, так или иначе, подразумевает повышение требований касательно электротехнических комплексов и систем.

fb.ru

Электропривод Википедия

Электрический привод (сокращённо — электропривод, ЭП) — управляемая электромеханическая система, предназначенная для преобразования электрической энергии в механическую и обратно и управления этим процессом.

Современный электропривод — совокупность множества электромашин, аппаратов и систем управления ими. Он является основным потребителем электрической энергии (до 60 %)[1] и главным источником механической энергии в промышленности.

В ГОСТ Р 50369-92 электропривод определён как электромеханическая система, состоящая из преобразователей электроэнергии, электромеханических и механических преобразователей, управляющих и информационных устройств и устройств сопряжения с внешними электрическими, механическими, управляющими и информационными системами, предназначенная для приведения в движение исполнительных органов рабочей машины и управления этим движением в целях осуществления технологического процесса[2].

Как видно из определения, исполнительный орган в состав привода не входит. Однако авторы авторитетных учебников[1][3] включают исполнительный орган в состав электропривода. Это противоречие объясняется тем, что при проектировании электропривода необходимо учитывать величину и характер изменения механической нагрузки на валу электродвигателя, которые определяются параметрами исполнительного органа. При невозможности реализации прямого привода электродвигатель приводит исполнительный орган в движение через кинематическую передачу. КПД, передаточное число и пульсации, вносимые кинематической передачей, также учитываются при проектировании электропривода.

Электропривод

Функциональная схема

Функциональные элементы:

  • Регулятор (Р) предназначен для управления процессами, протекающими в электроприводе.
  • Электрический преобразователь (ЭП) предназначен для преобразования электрической энергии сети в регулируемое напряжение постоянного или переменного тока.
  • Электромеханический преобразователь (ЭМП) — двигатель, предназначен для преобразования электрической энергии в механическую.
  • Механический преобразователь (МП) может изменять скорость вращения двигателя.
  • Упр — управляющее воздействие.
  • ИО — исполнительный орган.

Функциональные части:

  • Силовая часть или электропривод с разомкнутой системой регулирования.
  • Механическая часть.
  • Система управления электропривода[4].

Характеристики привода

Статические характеристики

Под статическими характеристиками чаще всего подразумеваются электромеханическая и механическая характеристика.

Механическая характеристика

Механическая характеристика — это зависимость угловой скорости вращения вала от электромагнитного момента M (или от момента сопротивления Mc). Механические характеристики являются очень удобным и полезным инструментом при анализе статических и динамических режимов электропривода.[1]

Электромеханическая характеристика двигателя

Электромеханическая характеристика — это зависимость угловой скорости вращения вала ω от тока I.

Динамическая характеристика

Динамическая характеристика электропривода — это зависимость между мгновенными значениями двух координат электропривода для одного и того же момента времени переходного режима работы.

Классификация электроприводов

По количеству и связи исполнительных, рабочих органов:

  • Индивидуальный, в котором рабочий исполнительный орган приводится в движение одним самостоятельным двигателем, приводом.
  • Групповой, в котором один двигатель приводит в действие исполнительные органы РМ или несколько органов одной РМ.
  • Взаимосвязанный, в котором два или несколько ЭМП или ЭП электрически или механически связаны между собой с целью поддержания заданного соотношения или равенства скоростей, или нагрузок, или положения исполнительных органов РМ.
  • Многодвигательный, в котором взаимосвязанные ЭП, ЭМП обеспечивают работу сложного механизма или работу на общий вал.
  • Электрический вал, взаимосвязанный ЭП, в котором для постоянства скоростей РМ, не имеющих механических связей, используется электрическая связь двух или нескольких ЭМП.

По типу управления и задаче управления:

  • Автоматизированный ЭП, управляемый путём автоматического регулирования параметров и величин.
  • Программно-управляемый ЭП, функционирующий через посредство специализированной управляющей вычислительной машины в соответствии с заданной программой.
  • Следящий ЭП, автоматически отрабатывающий перемещение исполнительного органа РМ с заданной точностью в соответствии с произвольно меняющимся сигналом управления.
  • Позиционный ЭП, автоматически регулирующий положение исполнительного органа РМ.
  • Адаптивный ЭП, автоматически избирающий структуру или параметры устройства управления с целью установления оптимального режима работы.

По характеру движения:

  • ЭП с вращательным движением.
  • Линейный ЭП с линейными двигателями.
  • Дискретный ЭП с ЭМП, подвижные части которого в установившемся режиме находятся в состоянии дискретного движения.

По наличию и характеру передаточного устройства:

  • Редукторный ЭП с редуктором или мультипликатором.
  • Электрогидравлический с передаточным гидравлическим устройством.
  • Магнитогидродинамический ЭП с преобразованием электрической энергии в энергию движения токопроводящей жидкости.

По роду тока:

  • Переменного тока.
  • Постоянного тока.

По степени важности выполняемых операций:

  • Главный ЭП, обеспечивающий главное движение или главную операцию (в многодвигательных ЭП).
  • Вспомогательный ЭП.
  • Привод передач.

Подбор электродвигателя

Качество работы современного электропривода во многом определяется правильным выбором используемого электрического двигателя, что в свою очередь обеспечивает продолжительную надёжную работу электропривода и высокую эффективность технологических и производственных процессов в промышленности, на транспорте, в строительстве и других областях.

При выборе электрического двигателя для привода производственного механизма руководствуются следующими рекомендациями:

  • Исходя из технологических требований, производят выбор электрического двигателя по его техническим характеристикам (по роду тока, номинальным напряжению и мощности, частоте вращения, виду механической характеристики, продолжительности включения, перегрузочной способности, пусковым, регулировочным и тормозным свойствами др.), а также конструктивное исполнение двигателя по способу монтажа и крепления.
  • Исходя из экономических соображений, выбирают наиболее простой, экономичный и надёжный в эксплуатации двигатель, не требующий высоких эксплуатационных расходов и имеющий наименьшие габариты, массу и стоимость.
  • Исходя из условий окружающей среды, в которых будет работать двигатель, а также из требований безопасности работы во взрывоопасной среде, выбирают конструктивное исполнение двигателя по способу защиты.

Правильный выбор типа, исполнения и мощности электрического двигателя определяет не только безопасность, надёжность и экономичность работы и длительность срока службы двигателя, но и технико-экономические показатели всего электропривода в целом.

См. также

Примечания

  1. ↑ 1 2 3 Ильинский Н. Ф. Основы электропривода: Учебное пособие для вузов. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Издательство МЭИ, 2003. — С. 220. — ISBN 5-7046-0874-4.
  2. ↑ Электроприводы. Термины и определения.-М.- Издательство стандартов. −1993 [1]
  3. ↑ Онищенко Г.Б. Электрический привод. — М.: Академия, 2003.
  4. ↑ Анучин А.С. Системы управления электроприводов. — Москва: Издательский дом МЭИ, 2015. — 373 с. — ISBN 978-5-383-00918-5.

Литература

  • Соколовский Г. Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием. — М.: «Академия», 2006. — ISBN 5-7695-2306-9.
  • Москаленко, В.В. Электрический привод. — 2-е изд. — М.: Академия, 2007. — ISBN 978-5-7695-2998-6.
  • Зимин Е. Н. и др. Электроприводы постоянного тока с вентильными преобразователями. Ленинград, Издательство «Энергоиздат», Ленинградское отделение, 1982
  • Чиликин М. Г., Сандлер А. С. Общий курс электропривода. — 6-е изд. — М.: Энергоиздат, 1981. — 576 с.

Ссылки

wikiredia.ru

Понятие об электроприводе. Выбор двигателя.

Поиск Лекций

Электропривод- это управляемая электромеханическая система. Её назначение - преобразовывать электрическую энергию в механическую и обратно и управлять этим процессом.

Электропривод имеет два канала - силовой и информационный (рис.1.1). По первому транспортируется преобразуемая энергия (широкие стрелки на рис. 1), по второму осуществляется управление потоком энергии, а также сбор и обработка сведений о состоянии и функционировании системы, диагностика ее неисправностей (тонкие стрелки на рис. 1.1).

Рис. 1. Общая структура электропривода

Силовой канал в свою очередь состоит из двух частей - электрической и механической и обязательно содержит связующее звено - электромеханический преобразователь.

В электрическую часть силового канала входят устройства ЭП, передающие электрическую энергию от источника питания (шин промышленной электрической сети, автономного электрического генератора, аккумуляторной батареи и т.п.) к электромеханическому преобразователю ЭМП и обратно и осуществляющие, если это нужно, преобразование электрической энергии.

Механическая часть состоит из подвижного органа электромеханического преобразователя, механических передач и исполнительного органа установки, в котором полезно реализуется механическая энергия.

Электропривод взаимодействует с системой электроснабжения или источником электрической энергии, с одной стороны, с технологической установкой или машиной, с другой стороны, и наконец, через информационный преобразователь ИП с информационной системой более высокого уровня, часто с человеком - оператором, с третьей стороны (рис. 1.1).

Можно считать, что электропривод как подсистема входит в указанные системы, являясь их частью. Действительно, специалиста по электроснабжению электропривод обычно интересует как потребитель электроэнергии, технолога или конструктора машин - как источник механической энергии, инженера, разрабатывающего или эксплуатирующего АСУ, - как развитый интерфейс, связывающий его систему с технологическим процессом или системой электроснабжения.

Практически все процессы, связанные с механической энергией, движением, осуществляются электроприводом. Исключение составляют лишь автономные транспортные средства (автомобили, самолеты, некоторые виды подвижного состава, судов), использующие неэлектрические двигатели. В относительно небольшом числе промышленных установок используется гидропривод, еще реже - пневмопривод.

Столь широкое, практически повсеместное распространение электропривода обусловлено особенностями электрической энергии - возможностью передавать ее на любые расстояния, постоянной готовностью к использованию, легкостью превращения в любые другие виды энергии.

Сегодня в приборных системах используются электроприводы, мощность которых составляет единицы микроватт; мощность электропривода компрессора на перекачивающей газ станции - десятки мегаватт, т.е. диапазон современных электроприводов по мощности превышает 1012. Такого же порядка и диапазон по частоте вращения: в установке, где выращиваются кристаллы полупроводников, вал двигателя должен делать 1 оборот в несколько десятков часов при очень жестких требованиях к равномерности движения; частота вращения шлифовального круга в современном хорошем станке может достигать 150 тыс. об/мин.

Но особенно широк - безгранично широк - диапазон применений современного электропривода: от искусственного сердца до шагающего экскаватора, от вентилятора до антенны радиотелескопа, от стиральной машины до гибкой производственной системы. Именно эта особенность - теснейшее взаимодействие с технологической сферой - оказывала и оказывает на электропривод мощное стимулирующее влияние. Непрерывно растущие требования со стороны технологических установок определяют развитие электропривода, совершенствование его элементарной базы, его методологии. В свою очередь, развивающийся электропривод положительно влияет на технологическую сферу, обеспечивает новые, недоступные ранее возможности.

С энергетической точки зрения электропривод - главный потребитель электрической энергии: сегодня в развитых странах он потребляет более 60% всей производимой электроэнергии. В условиях дефицита энергетических ресурсов это делает особенно острой проблему энергосбережения в электроприводе и средствами электропривода.

Специалисты считают, что сегодня сэкономить единицу энергетических ресурсов, например 1 т условного топлива, вдвое дешевле, чем ее добыть. Нетрудно видеть.что в перспективе это соотношение будет изменяться: добывать топливо становится всё труднее, а запасы его всё убывают.

Род тока для электропитания двигателя (постоянный ток, переменный ток трех- или однофазный промышленной или повышенной частоты) определяется выбором типа двигателя: двигатель постоянного или переменного тока (синхронный либо асинхронный). Выбранный двигатель должен в наибольшей степени удовлетворять требованиям, предъявляемым к электроприводу, и одновременно быть максимально экономичным и надежным.«Правила устройства электроустановок» регламентируют основные положения выбора двигателей для электроприводов.1. Электрические и механические параметры двигателей (номинальные значения мощности, напряжения, частоты вращения, относительная продолжительность включения, перегрузочная способность, начальный пусковой момент, диапазон регулирования частоты вращения и т.п.) должны соответствовать параметрам приводимых в действие механизмов.Для привода механизмов, не требующих регулирования частоты вращения, независимо от мощности следует применять двигатели синхронные или асинхронные с короткозамкнутым ротором.Для привода механизмов с тяжелыми условиями пуска или работы либо требующих изменения частоты вращения следует применять двигатели с наиболее простыми и экономичными методами пуска и регулирования частоты вращения, возможными в данной электроустановке.Двигатели постоянного тока допускается применять только в случаях, когда двигатели переменного тока не обеспечивают требуемых характеристик механизма либо неэкономичны.Двигатели, устанавливаемые на открытом воздухе, должны иметь исполнение по степени защиты не менее ΙΡ44 или специальное исполнение, соответствующее условиям работы конкретного электропривода (например, для химических установок, взрыво- или пожароопасных сред эксплуатации для особо низких температур окружающей среды и т.п.).Двигатели, устанавливаемые в помещениях, где возможно оседание на обмотках пыли, волокон или других веществ, нарушающих охлаждение, должны иметь закрытое исполнение по степени защиты не менее IP44 или защищенное исполнение, при условии продувания внутренней полости двигателя чистым воздухом, поступающим извне по воздуховодам. При этом корпус продуваемого двигателя, воздуховоды, все сопряжения и стыки должны иметь уплотнение, исключающее присос воздуха из помещения, где установлен собственно двигатель.При установке двигателей в помещениях с температурой окружающей среды более 40 °С должны быть выполнены мероприятия, исключающие возможность недопустимого перегрева двигателя. Например, применить двигатели, рассчитанные на температуру внешней среды, превышающую 40 °С (двигатели металлургических серий), или же применить принудительную вентиляцию с подводом охлажденного воздуха и т.п.8 Двигатели, устанавливаемые в сырых и особо сырых местах, должны иметь закрытое исполнение и влагостойкую изоляцию обмоток.Вибрационные и ударные воздействия на двигатель не должны превышать значений, допустимых для данного двигателя.Двигатели, устанавливаемые во взрывоопасных или пожароопасных зонах, должны выбираться в соответствии с рекомендациями.Для электропривода с глубоким регулированием частоты вращения приходится делать выбор между двигателем постоянного тока и асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором при его питании от регулируемого преобразователя частоты, т.е. с использованием частотного регулирования. Применение преобразователей частоты в современном электроприводе хотя и является прогрессивным, но в ряде случаев сдерживается их повышенной стоимостью. При решении вопроса об использовании преобразователя частоты не следует забывать о его энергосберегающем эффекте, снижающем эксплуатационные расходы электропривода, и о возможности «мягкого» пуска двигателя, что повышает надежность электропривода.Окончательное решение о применении в электроприводе двигателя постоянного тока или асинхронного двигателя в комплекте с преобразователем частоты должно основываться на экономических расчетах рассматриваемых вариантов с учетом не только капитальных затрат, но и расходов, связанных с эксплуатацией электропривода.Исходя из характера работы электропривода, требуемых механических характеристик, номинальной частоты вращения и диапазона ее регулирования, определяют тип двигателя: асинхронный, синхронный, коллекторный или вентильный постоянного тока.В электроприводе большой мощности (более 400 кВт) оправдано применение трехфазных синхронных двигателей, имеющих наиболее высокие энергетические показатели (КПД и коэффициент мощности).Основные недостатки двигателей постоянного тока необходимость в преобразователе переменного тока в постоянный, повышенная стоимость, необходимость в уходе за щеточно-коллекторным узлом (периодическая чистка коллектора и щеток, замена щеток, регулировка их прижатия к коллектору и т.д.), недопустимость применения во взрыво- и пожароопасных помещениях, повышенная стоимость. Двигатели постоянного тока в 2 — 3 раза дороже асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. Для электроприводов подъемных устройств с тяжелыми условиями пуска, реверсом и перегрузками возможно применение двигателей постоянного тока с последовательным возбуждением.Параметры питающей сети определяют выбор номинального напряжения и предельную токовую нагрузку, которая не вызывала бы в этой сети падения напряжения, превышающего допустимые значения.Способ монтажа и условия эксплуатации определяют форму конструктивного исполнения двигателя: степень защиты, способ охлаждения и способ монтажа (двигатель на лапах или фланцевого крепления, закрытого или защищенного исполнения) и его климатическое исполнение (для умеренного, холодного, тропического климата и т.п.). Например, в электроприводе с широким диапазоном регулирования частоты вращения «вниз» от номинальной целесообразно применение двигателей с независимой вентиляцией, например IC06, так как с уменьшением частоты вращения эффективность самовентиляции значительно снижается. Если эксплуатация двигателя предполагается во взрыво- или пожароопасной средах, то обязательно применение двигателя взрывозащищенного исполнения.Режим работы электропривода определяет требования к статическим и динамическим свойствам двигателя. Статические свойства определяются величиной статического момента сопротивления рабочей машины, требуемой частотой вращения, необходимостью регулирования частоты вращения и его диапазоном, возможностью кратковременных перегрузок и т. п. Динамические свойства определяются показателями переходных режимов: частотой пуска, реверса и торможения. Например, при частых пусках, торможении или реверсе требуется двигатель с малым моментом инерции ротора (якоря).Большое значение при выборе двигателя имеют экономические требования: стоимость двигателя, его КПД и коэффициент мощности, масса и габариты, расходы по эксплуатации и ремонту. При оценке экономических показателей принимаемого варианта необходимо учитывать экономические показатели не только самого двигателя, но и используемых для его управления пускорегулирующих устройств (статических выпрямителей, регулируемых преобразователей, устройств «мягкого» пуска, защиты и т.п.).



poisk-ru.ru