Основы электропривода

Современную человеческую цивилизацию следовало бы назвать машинной цивилизацией. Так как выполнение большинства своих задач человек возложил на машины. Современные машинные устройства состоят из большого числа разнообразных деталей, узлов, отдельных машин и аппаратов, выполняющих различные функции.

Всякое машинное устройство состоит из трех частей: машины-двигателя (электрического, теплового, гидравлического, пневматического), передаточного механизма и машины-орудия или рабочей машины. В ведущих отраслях промышленности (добывающей, металлургической, химической и др.) и в быту коэффициент электрификации, представляющий собой отношение установленной мощности электродвигателей к общей установленной мощности двигателей всех видов, приближается в настоящее время к 100%. Продолжает расти коэффициент электрификации на транспорте. Преимуществами электрической энергии являются простота её выработки и распределения, легкость преобразования её в другие виды энергии.

Электрический привод обладает и рядом собственных достоинств и отличительных черт:

1)возможностью изготовления электродвигателей на самые разнообразные мощности и скорости движения (от сотых долей ватта до десятков тысяч киловатт и от долей оборота вала до нескольких сотен тысяч оборотов в минуту);

2)возможностью создания электроприводов для работы в самых разных условиях: в различных жидкостях и газах, в вакууме, при низких и высоких температурах и т. д.

3)возможностью с помощью простых средств реализовать разнообразные и сложные виды движения исполнительных органов рабочих машин, а также изменять направление движения и его параметры - скорость и ускорение;

4)простотой включения электропривода в общую автоматизированную систему управления производством;

5)высоким КПД электропривода, надежностью в эксплуатации, благоприятными условиями для обслуживающего персонала, отсутствием значительных загрязнений окружающей среды.

Электрическим приводом называется электромеханическая система, состоящая из электродвигательного, преобразовательного, передаточного и управляющего устройств, предназначенная для приведения в движение исполнительных органов или рабочего тела рабочей машины и управления этим движением.

Тип движения подвижной части электромеханического преобразователя, сообщаемый им исполнительному органу или рабочему телу может быть: вращательным, линейным, колебательным, коловратным, качения и прецессионным.

По способу распределения механической энергии электропривод разделяют на три основных типа: групповой, индивидуальный и взаимосвязанный.

Групповой электропривод обеспечивает движение нескольких исполнительных органов от одного электромеханического преобразователя. Обычно он предполагает наличие трансмиссии, поэтому иногда его называют трансмиссионным.

В современных условиях чаще всего используется индивидуальный электропривод, так как он является более гибким, надежным, дешевым, обладает более высоким КПД и т. д.

Но в некоторых случаях определенные преимущества имеет взаимосвязанный электропривод, когда два или более электродвигателей приводят в движение единое устройство, например, цепь или ленту конвейера, прокатываемые заготовки из металла, бумаги, пластических масс. Одной из его разновидностей является многодвигательный электропривод, когда отдельные электромеханические преобразователи работают на общий вал или единое ускоряемое тело.

По степени управляемости электропривод может быть:

1)нерегулируемый - скорость рабочего органа только одна и изменяется она обычно незначительно в связи с изменением момента сопротивления;

2)регулируемый - скорость рабочего органа может меняться в широких пределах, а при необходимости оставаться неизменной при изменении условий работы привода;

3)программо-управляемый - управляемый в соответствии с заданной программой;

4)следящий - автоматически отрабатывающий перемещение исполнительного органа с заданной точностью в соответствии с произвольно меняющимся задающим сигналом;

5)адаптивный - автоматически избирающий структуру и параметры системы управления при изменении условий работы машины с целью выработки оптимального режима. К ним относятся беспоисковые (по модели), поисковые, самонастраивающиеся и самоорганизующиеся привода.

По уровню автоматизации привод подразделяют на:

1)неавтоматизированный (ручное управление);

2)автоматизированный;

3)автоматический (без участия оператора).

В настоящее время наука об электроприводе подразделяется на две крупные части: на основы электропривода и системы автоматического управления электроприводом.