В 45. Электропривод. Назначение, классификация

и элементы эл. Электромеханическое устройство с помощтю которого осущ-ся движение рабочих органов производственного механизма. Электропривод преобразует эл.энергию в механическую и осущ-ет передачу вращающего момента эл.двигателя на вал рабочей машины. Эл.двигатель с аппаратурой управления – явл-ся эл-ой частью, а передающие устр-ва (муфты сцепления, шестерни, редукторы, цепное или ременные передачи) – мехагнической частью. Различают привод: - неавтоматизированный (эл. привод с аппаратом ручного управления), - автоматизированный (Эл.привод, в котором упрвление переходными режимами (пуск, остановка, торможение, реверсирование, регулирование частоты вращения) происходит автом-ки после подачи командного импульса. Автоматизация необходима для управления мощными механизмами, для сложных приводов требующих быстрой и частой регулировки частоты вращения двигателя, для привода с частым пуском двигателя в ход.

В.46 Электродвигатели эл.привода, назначение и классификация. Эл.двигатель с аппартатурой упрвления явл-ся эл.частью эл.привода. 1) Эл.механические св-ва электродвигателей определяются их механ-ми хар-ками n=f(M); 2) различные мех-змы требуют установки двиг-ей с хар-ками, соответ-щим их режиму работы; 3) важное значение имеет правильный выбор мощности Эл.двигателя, т.к. при недостаточной М двиг-ль будет перегружен, его нагрев превысит нормы, двиг-ль выйдет из строя. При недогрузке снизится КПД и коэф-нт М. Сущ-ют след. типы эл.двигателей: 1) Наиболее простым и дешевым явл-ся асинхронный дв-ль с короткозамкнутыс ротором. Он широко примен-ся

Для привода мех-ов, не треб-щих регулировки скорости; 2) Многоскоростные асинхронные дв-ли – с переключением обмоток статора на различное число пар полюсов – примен-ся для ступенчатого изменения скорости; 3) Эл.двигатели постоянного тока, система генератор – двиг-ль, в которой трехфазный асинхронный дв. вращает якорь генератора постоянного тока, предназначенного для питания основного рабочего дв-ля. Но электроприводы постоянного тока, не смотря на их преимущества, дороги и сложны в экспл-ии, поэтому прим-ся при невозможности другого решения. Сущ-ют следующие конструкции (типы) двигателей: 1. Дв-от открытого типа – с большим вентиляционными отвестиями целесообразно прим-ть в немногих случаях, т.к. такой дв-ль легко засоряется + сущ-ет опасность поражения током обслуж-его персонала. 2. Дв-ль закрытого типа – устан-ся в запыленных помещениях при наличии в воздухепаров, едких испарений… Для охлаждения такого двиг-ля используют продувание. 3.Дв-ль защищенного типа – имеет вентиляционные отверстия, кот. закрыты решетками, защищ-ми дв-ль от попадания внутрь капель дождя, посторонних частиц, опилок, но не выли. Такие дв-ли могут устан-ся на открытом воздухе. 4.В сырых помещениях прим-ют защиту дв-ля со спец-ой влагостойкой изоляцией. 5. Во взрывоопасных помещениях, содер-щие горючие газы или пары, устан-ют взрывозащитные дв-ли.

В.47 и 48. Трехфазный синхронный эл.двигатель. Устройство. Принцип дей-я. – это эл.машина для преобразования электр.энергии в механическую. Устройство 3-хфазного асинхронного дв-ля: Основными частями асинхролнного Эл.дв-ля являются: статор – неподвижная и ротор – вращающая часть. Статор сост-т из чугунного или алюм-го корпуса, в котором укреплен сердечник в виде пакета из листовой электротехнической стали. В пазах сердечного статора уложены секции 3-хфазной обмотки, концы кот. выведены на щиток зажимов для присоединения к питающей сети. Ротор – состоит из сердечника, набранного из листовой стали и обмотки, уложенной в его пазы, а т.ж. стального вала, концы которого нах-ся в подшипниках, расположенных в подшипниковых щитах корпуса. Для получения вращ-щегося магнитного поля в пазы статора закладываются три обмотки, оси которых расположены в простанстве под углом 120°. Шесть концов обмоток статора выведены на щиток с зажимами, что позволяет содинить их в звезду или треугольник. Схема размещения обмоток статора на рис.

Каждая секция катушки лежит в двух пазах статолра. Обычно катушки состоят из двух или трех секций. В каждом пазу нах-ся несколько активной статорной обмотки. *В зав-ти от устр-ва обмотки ротора асинхронные эл.двиг-ли бывают: а) коротко замкнуты- ми –с короткозамкнутой обмоткой ротора; б) с фазным ротором - с контактными кольцами

*Короткозамкнутая обмотка ротора пред-ет собой цилинд-кую клетку из медных или алюм-х стержней, которые без изоляции заклад-ся в пазы сердечника ротора. Торцовые концы стержней замыкаются кольцами из того же мат-ла, что и стержни. Такие клетки наз-ся «беличьм кольцом»

рис.

*Обмотка фазного ротра, как правило, трехфазная с таким же числом катушек, что и обмотка статора данного двигателя. Обмотки фазного ротора соед-ся в звездочку, причем свободные концы фаз присоедин-ся к трем контактным кольцам, располагаемым на валу ротора, но изолированным от него и между собой. *По контактным кольцам скользят неподвижные угольные щётки, укрепленные в спец. неподвижн. Щёткодер-жателях. Такое устр-во позволяет включать в обмотки ротора трехфазн. Реостат, что позволяет снизить значение пускового тока, относ-но плавно регулировать его число оборотов.

Принципы дей-я асинхронного эл.двигателя: на рис. Условно изображены два полюса магнита, вращающиеся по часовой стрелке. Магнитные линии этого поля, двигаясь, пересекают активные проводники витка, укрепленного на оси, в котором по закону эл.магнитной индукции наводится ЭДС. Если виток замкнут, то в нем будет протекать индуцированный ток, направление которого опред-ют по правилу правой руки. В рез-те взаимодействия вращающегося магнитн. поля и тока на проводники витка будут дей-вать эл.магнитные силы F1 и F2, образующие вращающий момент Мпр. виток под дей-ем Мпр. начнет вращаться.

Рис.

Направление вращения витка совпадает с направлением вращениея магнитного поля, но частота его вращения будет меньше частоты вращения поля, т.к. только при этом условии благодаря относительному движ-ю проводни- ков витка и магнитной линии имеет место явление эл.магнитной индукции и наведение ЭДС. Из-за несовпадения частоты вращения ведущего поля – статор и витка – ротор такой эл.двигатель наз-ют асинхронным.

Рассмотренная модель – это не эл.дв-ль, т.к. вращающееся магн. Поле создается механическим вращением постоянного магнита. У асинхронного дв-ля вращ-ся магнитн. поле созд-ся тремя неподвижными обмотками статора, птаемыми от трехфазной сети, в кот. токи одинаковой частоты сдвинуты во времени на 1/3 периода.

В 49.Энергетическая диаграмма и КПД Эл.дв-лей. Потери мощности в Эл.двигателе.

Мощность, потребляемая из сети эл.дв., расходуется на полезно затраченную для работы приводимого мех-зма и на потери мощности в самом дв-ле. Потери мощности слагаются из потерь мощности на нагрев обмоток статора и ротора, сердечников статора и ротора и механических потерь на вентиляцию и трение в подшипниках. Потери в стали ротора незначительны и ими обычно принебрегают. Мощность, развиваемая на валу эл.дв-ля. Р2=Р1-(Р01+Рст1+Ро2+Рmax), где

Р1 - мощность, подведенная из сети: Р1=√3 U I CosL

Р01 и Р02 – потери в обмотках статора и ротора – электр. Потери на нагрев;

Рст1 – потери в стали статора на вихревые токи и перемагничивание

Рmax – механические потери, кот. зависят от диаметра и скорости ротора, типа подшипников, конструкивных решений вентиляц-ой системы дв, которая предназначена для охлаждения обмоток. *Одним из важных параметров харак-щих эл.дв-ль и его экономичность, явл-ся КПД, определ-ый отношением полезной мех-кой мощности на валу дв-ля Р2 к мощности Р1, потребляемой из сети:

____________________________________________

КПД – η. Потери в обмотках статора и ротора Р01 и Р02 – переменные, зав-ят от нагрузок. Магнитные и мех-кие потери практически от нагрузки не зав-сят и явл-ся постоянными.

КПД Эл.дв. изменяется в зав-ти от нагрузки и достигает ↑ значенияпри загрузке порядка 75% номинальной. *Коэф-ент мощности CosL эл.дв-ля тоже изменяется в завис-ти от нагрузкпи (т.е. от токов, протекающих в обмотках) с↓ нагрузки СоsL. Достигает своего наибольшего значения CosL 0,8-0,9 при нагрузке, близкой к номинальной. Однако при дальнейшем ↑нагрузки, CosL ↓ , поэтому для повышения CosL в сети, что влечет за собой снижение потерь, стремится обеспечить загрузки асинхронных дв-лей близкую к номинальной. На рис. Показаны рабочие хар-ки асинхронного дв-ля, т.е. завис-ть момента на валу М, КПД, частоты вращения n2 и коэф-ента мощности CosL от нагрузки на валу дв-ля.

Рис.