Электрический привод
Электрический привод (сокращённо — электропривод, ЭП) — это управляемая электромеханическая система, предназначенная для преобразования электрической энергии в механическую и обратно и управления этим процессом.
Современный электропривод — это 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.
Содержание
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
- Гидравлический привод
- Пневматический привод
- Комплектный безредукторный электропривод
- Мотор-редуктор
- Тиристорно-импульсная система управления
- Частотно-регулируемый привод
- Электрический двигатель
Примечания
- ↑ 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.
- ↑ Электроприводы. Термины и определения.-М.- Издательство стандартов. −1993 [www.complexdoc.ru/text/%D0%93%D0%9E%D0%A1%D0%A2%20%D0%A0%2050369-92]
- ↑ Онищенко Г.Б. Электрический привод. — М.: Академия, 2003.
- ↑ 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
- [electrik-2009.narod.ru/spravka/el_privod/ind_privod.html Электропривод]
- [electricalschool.info/elprivod/1143-chto-takoe-jelektricheskijj-privod.html Что такое электрический привод]
- [www.elektromehanicka.narod.ru/ Конструкции электрических машин]
- [electricalschool.info/spravochnik/maschiny/279-kak-vybrat-tip-jelektrodvigatelja.html Как выбрать тип электродвигателя]
- [electricalschool.info/main/drugoe/303-klassifikacija-kranovykh.html Классификация крановых электроприводов]
- [electrolibrary.info/books/yaure.htm Яуре А. Г., Певзнер Е. М. Крановый электропривод. Справочник.— М.: Энергоатомиздат, 1988.— 344 с.(djvu)]
- [robot-develop.org/archives/1590/ Электроприводы используемые в робототехнике]
- [elprivod.nmu.org.ua/ua/entrant/electricdrive.php Что такое электропривод]
- [eprivod.com Асинхронный электропривод: теория и практика]
- [chastotnik.com.ua/a-osnovnie-kriterii-vibora-preobrazovatelya-chastoti Основные критерии выбора преобразователей частоты для электропривода]