Составляющие электропривода. 
Электрический привод

Согласно ГОСТ Р 50 369—92 электрическим приводом называют электромеханическую систему, предназначенную для приведения в движение рабочих органов машин, целенаправленного управления этими процессами и состоящую из электродвигательного, преобразовательного, передаточного управляющего и информационного устройств (рис. В.1).

Рис. В.1. Структурная схема электропривода.

-«— электрическая связь; => — механическая связь Преобразовательное устройство служит для связи системы электропривода с источником электрической энергии, для преобразования одной формы электрической энергии в другую. Оно предназначено для управления потоком электрической энергии, поступающей из сети в целях регулирования режимов работы двигателя и механизма, и представляет собой энергетическую исполнительную часть системы управления электроприводом. В качестве преобразовательного устройства могут применяться полупроводниковые преобразователи переменного тока в постоянный, преобразователи частоты и др.

Электродвигательное устройство преобразует электрическую энергию в механическую, формируя совместно с передаточным устройством заданные формы движения рабочих органов. Электродвигатели различают по принципу действия, роду тока и исполнению.

Электрические машины условно подразделяют:

по мощности, кВт Микромашины До 0,6.

Малой мощности До 100.

Средней мощности До 1000.

Большой мощности Свыше 1000.

по частоте вращения, мин^-1

Тихоходные До 500.

Среднескоростные До 1500.

Быстроходные До 3000.

Сверхбыстроходные До 150 000.

по номинальному напряжению, В Низковольтные двигатели До 1000.

Высоковольтные двигатели Свыше 1000.

Преобразовательные устройства различают:

по роду тока постоянный, переменный;

по способу преобразования электромеханическое преобразовательное устройство, статическое преобразовательное устройство.

На рисунках приведены некоторые примеры преобразовательных устройств постоянного (рис. В.2) и переменного (рис. В. З) токов.

Передаточное устройство предназначено для преобразования форм движения и передачи механической энергии от двигательного устройства к рабочим органам. Оно содержит механические передачи (редукторы, клиноременные передачи) и.

Рис. В.2. Преобразовательные устройства постоянного тока.

соединительные муфты, необходимые для передачи вырабатываемой двигателем механической энергии исполнительному механизму.

Управляющее и информационное устройства предназначены для формирования заданных законов управления потоком энергии и движения рабочих органов машин. Эти устройства представляют собой информационную слаботочную часть системы управления, предназначенную для фиксации и обработки поступающей информации о задающих воздействиях и.

Рис. В. З. Преобразовательные устройства переменного тока состоянии системы и выработки на ее основе сигналов управления преобразовательным, электродвигательным и передаточным устройствами.

Управляющее устройство (система управления) — совокупность функционально связанных между собой электромагнитных, электромеханических, полупроводниковых элементов. Высокоточные электроприводы могут содержать в системе управления вычислительные машины.

Информационное устройство — совокупность датчиков электрических и неэлектрических параметров электропривода.

Таким образом, электрический привод представляет собой единую электромеханическую систему, электрическая часть которой состоит из электродвигательного (ЭД), преобразовательного, передаточного, управляющего и информационного устройств, а механическая часть включает в себя все связанные движущиеся массы привода и механизма.

Групповой электропривод. За годы своего развития электрический привод претерпел коренные изменения. Совершенствовались способы передачи механической энергии от двигателей к рабочим машинам. И если до начала первой пятилетки (1928 г.) в стране преобладал групповой электропривод — «электропривод, обеспечивающий движение исполнительных органов ИО нескольких рабочих машин РМ или нескольких исполнительных органов одной рабочей машины», то уже к концу первой пятилетки (1932 г.) его изъяли из промышленности.

Различают следующие типы группового электропривода.

1. Групповой электропривод предприятия (рис. В.4).

Особенности данной схемы:

механическое распределение энергии на предприятии;

механическое управление процессом, то есть работой машины.

2. Групповой электропривод рабочих машин (рис. В.5).

Рис. В.5. Групповой электропривод рабочих машин.

Особенности этой схемы:

электрическое распространение энергии на предприятии.

Здесь электрическую энергию подводят непосредственно к машинам;

механическое распределение энергии в машинах;

механическое управление работой машины.

К числу общих недостатков электропривода этого типа можно отнести: ступенчатое регулирование скорости, малый диапазон изменения скорости, опасные условия труда, низкую производительность.

Индивидуальный электропривод. В конце первой пятилетки групповой электропривод был заменен более перспективным и экономичным индивидуальным электроприводом — это электропривод, обеспечивающий движение одного исполнительного органа рабочей машины (рис. В.6).

Особенности такого типа электропривода:

распределение электрической энергии вплоть до рабочих органов;

возможность управления механической энергией электрическим способом.

В настоящее время это основной вид электропривода. Индивидуальный привод позволяет упростить конструкции рабочей машины, а нередко двигатель конструктивно представляет собой рабочий орган машины (вентилятор, электродрель и т. п.).

Рис. В.7. Многодвнгательный электропривод.

Взаимосвязанный электропривод. В ряде производственных механизмов применяют взаимосвязанный электропривод — это два или несколько электрически или механически связанных между собой электроприводов, при работе которых поддерживается заданное соотношение скоростей и (или) положение исполнительных органов рабочих машин.

В этом электроприводе объединены два вида электроприводов.

1. Многодвигательный электропривод — взаимосвязанный электропривод, электродвигательные устройства которого совместно работают на общий вал (рис. В.7).

Подобный электропривод в ряде случаев позволяет снизить усилия в рабочем органе, распределить их в механизме более равномерно и без перекосов, повысить надежность установки, ее производительность. Многодвигательный электропривод применяют в шахтных подъемниках (впервые был использован в Шепетовке в конце XIX в).

2. Электрический вал — взаимосвязанный электропривод, обеспечивающий синхронное вращение двух и более электродвигателей, валы которых не имеют механической связи.

В качестве примера можно привести длинные конвейерные линии (рис. В.8).

Современный электропривод отличается широким разнообразием применяемых средств управления — от обычной коммутационной аппаратуры до ЭВМ, широким диапазоном мощностей двигателей — от долей ватта до 50 000 кВт в единице, диапазоном регулирования скоростей до 10 000:1 и более, применением как тихоходных двигателей (сотни об/мин), так и сверхскоростных (до 200 000 мин^-1). Электропривод — основа автоматизации технологических объектов в промышленности, сельском хозяйстве, космосе и т. д.

Краткие выводы.

Электрический привод — крупнейший потребитель электрической энергии, необходимой для работы машин и механизмов во всех отраслях хозяйства. В связи с этим энергетические показатели как уникальных, так и массовых электроприводов малой и средней мощности имеют важное значение в решении экономических проблем, вопросов рационального расходования электроэнергии.

При широком внедрении электрического привода во все отрасли промышленности и возрастающих требованиях к статическим и динамическим характеристикам электропривода необходима профессиональная подготовка высококвалифицированных специалистов в области электрического привода.