Состав и функции электропривода

Электрический привод

Электрический привод – это электромеханическая система, предназначенная для преобразования электрической энергии в механическую и наоборот. Обязательным условием существования электрического привода является наличие электромеханического преобразователя.

Электромеханический преобразователь это связующее звено между источником и ее потребителем.

Электрический привод имеет два канала: 1- Силовой; 2- Информационный.

ИП

Каналы связи

Информационный канал

Рабочая маш

Сеть

МП

ЭМП

МП

Электрическая часть Механическая часть

Силовой канал

Силовой канал электрического привода предназначен для транспортировки и преобразования электрической энергии. Он обязательно содержит электромеханический преобразователь, в котором электрическая энергия преобразовывается в механическую. Силовой канал состоит из двух частей электрической части, – в которой поступающая из сети электрическая энергия преобразовывается в электрическую энергию необходимых параметров. Она состоит из сетевых цепей или ЛЭП и электрических преобразователей (если они необходимы) в котором преобразовывает электрическую энергию и неподвижной части электромеханического преобразователя. Обычно это статор.

Электрический преобразователь (если необходим) преобразует электрическую энергию сети, необходимую для функционирования электромеханического преобразователя.

Электромеханический преобразователь как обязательный элемент привода должен иметь механическую часть, которая создает необходимые выходные параметры по моменту и угловой скорости по использованию в машине.

Механическая часть – состоит из подвижного элемента электромеханического преобразователя, чисто механического преобразователя и рабочего органа некоторой технологической установки.

Механическая энергия с выхода электромеханического преобразователя согласуются с необходимой механической энергией, потребляемой рабочей машины с помощью механического преобразователя.

Механический преобразователь – представляет устройство преобразующую (в большее) вращательное движение выходного вала электромеханического преобразователя в любое необходимое движение рабочего органа. В качестве него могут выступать обычный редуктор, понижающий или повышающий, реечный механизм, пара, винт, гайка.

Кроме преобразователя электромеханической энергии в силовом канале происходит сбор информации о состоянии элементов привода по параметрам их функционирования, которые по информационным каналам поступают в информационный преобразователь и далее в линии, каналы связи. По этим каналам осуществляется обратная связь, направленная на изменение параметров электросилового канала в сторону стабилизации параметров в пределах допустимых значений установленных предприятиями изготовителей для данного элемента.

Направление перемещения энергии может быть взаимным, т.е. механическая энергия избыточная в машине может быть преобразована с помощью электромеханического преобразователя и передача в сеть. Примером может быть привод троллейбусов, трамваев, электровозов, в которых избыточная энергия при торможении может с помощью того же электромеханического преобразователя преобразовываться в электрическую энергию и с помощью реверсивного преобразователя передается в сеть.

Для такой компоновки необходимо иметь электрический преобразователь двухстороннего действия. Они выполнены на тиристорах устанавливаемых попарно в каждое плечо преобразователя фазы электрической энергии.

Состав и функции электропривода

1 Силовой (энергетический) канал.

uс, Iс u, I M, ω Mм,ωм

С

РО

МП

ЭМП

ЭП

R

Р1

∆Рс ∆РЭ ∆РR ∆РЭМП ∆РМП ∆РРМ

Передача мощности Р от сети (Р1 )к рабочему органу (РО) машины мощности Р2 осуществляет в силовом канале, где неизбежна потери мощности ∆Р в каждом элементе.

Функция электропривода если он используется, состоит в преобразовании электрической энергии поставляемой сетью (С) и характеризуется uс , Ic требует для электромеханического преобразователя электрическую энергии характеризуется параметрами u и I .

Преобразователи бывают неуправляемые: трансформатор и выпрямитель, параметрический источник тока и управляемые: это мотор генераторы, управляемый выпрямитель. Преобразователь частоты они могут иметь одностороннюю и двух стороннюю проводимость.

Односторонний провод – неуправляемый выпрямитель.

Двухсторонний провод – мотор-генератор, управляемый выпрямитель с двумя комплектами тиристоров.

При односторонней проводимости и обратном направлении потока энергии от нагрузки используется дополнительный резистор R для удаления (слива) возврата энергии.

Электромеханический преобразователь – преобразовывает электрическую энергию (u и I) в механическую с параметрами (М и ω) и обратно.

Механический преобразователь передача, редуктор, система блоков и т.д. Осуществляет согласование момента М и скорости ω электромеханический преобразователь с моментом Мм и ωм , либо с усилием Fм рабочего органа технологических машин.

Величины, характеризующие преобразованную энергию (U , I,М,ω,F)- координаты электропривода.

Основная функция электрического привода состоит в управлением координатами т.е. в их принудительном направленном изменении в соответствии с требованиями обслуживающих технологических процессами.

Управление координатами должно осуществляться в пределах разрешенных конструкцией элементов электрического привода чем обеспечит надежность системы. Допустимые пределы обычно связанны с номинальными значениями координат определенными производителями используемого оборудования.

Правильно организованный система управления координат электрического привода должны минимизировать потери энергии ∆Р во всех элементах и к рабочему органу должна подводиться требуемая в данный момент мощность. Таким образом электрический привод – это система состоящая из электромеханических (обязательно), электрических, механических преобразователей и управлением информационной части осуществляющая управлением преобразования электрической энергии в механическую и обратно взаимно с системой электрического снабжения, рабочей машины и системы управления более высокого уровня.

§4. Механика электропривода