Классификация электроприводов

Лекция 2

КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ

По роду тока – постоянного или переменного тока.

По числу используемых двигателей различают групповые, индивидуальные и взаимосвязанные ЭП.

По виду электрического силового преобразователя - преобразования напряжения источника электроэнергии выделяют четыре вида силовых преобразователей:

- управляемые и неуправляемые выпрямители, которые преобразуют напряжение переменного тока в напряжение постоянного (выпрямленного) тока;

- инверторы, выполняющие обратное преобразование;

- преобразователи частоты и напряжения переменного тока, изменяющие параметры напряжения переменного тока;

- импульсные преобразователи напряжения постоянного тока с различным видом модуляции выходного напряжения постоянного тока.

По виду движения электроприводы могут обеспечить: вращательное однонаправленное движение, вращательное реверсивное и поступательное реверсивное движения.

По степени управляемости электропривод может быть:

1) нерегулируемый -- для приведения в действие исполнительного органа рабочей машины с одной рабочей скоростью;

2) регулируемый -- для сообщения изменяемой или неизменяемой скорости исполнительному органу машины, параметры привода могут изменяться под воздействием управляющего устройства;

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

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

5) адаптивный -- автоматически избирающий структуру или параметры системы управления при изменении условий работы машины с целью выработки оптимального режима.

По роду передаточного устройства электропривод бывает:

1) редукторный, в котором электродвигатель передает вращательное движение передаточному устройству, содержащему редуктор;

2) безредукторный, в котором осуществляется передача движения от электродвигателя либо непосредственно рабочему органу, либо через передаточное устройство, не содержащее редуктор.

По уровню автоматизации можно различать:

1) неавтоматизированный электропривод, в котором управление ручное; в настоящее время такой привод встречается преимущественно в установках малой мощности бытовой и медицинской техники и т. п.;

2) автоматизированный электропривод, управляемый автоматическим регулированием параметров с участием оператора;

3) автоматический электропривод, в котором управляющее воздействие вырабатывается автоматическим устройством без участия оператора.

1.2 Групповой и индивидуальный ЭП

После установки электродвигателя вместо парового двигателя - появился групповой трансмиссионный электропривод, в котором сохранилась разветвленная сеть передаточных устройств, через которую движение передавалось нескольким РМ, с сохранением всех недостатков трансмиссионного привода. В современной практике применяется групповой электропривод (рис.5, а), но только для одной рабочей машины, все рабочие органы которой приводятся одним двигателем ЭД (примером может служить электропривод швейной машины, электропривод простейшего токарного станка).

Настоящей революцией в электроприводе и промышленности стал переход к индивидуальному электроприводу, в котором двигатель Д обеспечивает движение только одного рабочего органа рабочей машины (рис.5, б).

Рисунок 5 - а) групповой электропривод, б) индивидуальный электропривод

Достоинствами индивидуального электропривода являются:

- приближение рабочих свойств двигателя к требованиям рабочего органа;

- перенос операции управления с рабочей машины на двигатель, появилась возможность электрического управления преобразованной электрической энергией;

- возможность автоматизации рабочего процесса, когда каждым рабочим органом можно управлять по заданной программе работы.

Таким образом, индивидуальный электропривод позволяет наложить на него функции приведения в движение и управления этим движением.

К недостаткам индивидуального электропривода можно отнести более высокую первоначальную стоимость оборудования, а также снижение КПД и cos при уменьшении мощности двигателей (в групповом электроприводе - выше потери мощности в передачах).

Разновидностью индивидуального электропривода является многодвигательный взаимосвязанный электропривод (рис. 6), в котором каждый рабочий орган рабочей машины приводится в движение несколькими двигателями (экскаватор - из-за сложности размещения электрооборудования на поворотной платформе, конвейер - из-за ограниченной прочности тягового органа). При этом если двигатели связаны между собой механически и работают на общий вал, ЭП называется многодвигательным, а если двигатели связаны электрическими цепями, ЭП называется электрическим валом.

Исключение механических передач и приближение двигателя к рабочему органу РО приводит к созданию безредукторного электропривода с фланцевым или встроенным электродвигателем. Созданы электроорудия, где питание подводится к неподвижному ротору, а статор является частью рабочего органа.

Рисунок 6 - Многодвигательный электропривод

1.3 Общие требования к электроприводу

Главные показатели, характеризующие электропривод как систему, ответственную за управляемое электромеханическое преобразование энергии:

- Надёжность - электропривод обязан выполнить заданные функции в оговоренных условиях в течение определённого промежутка времени. Если это не обеспечено, все остальные качества окажутся бесполезными. Неучёт надёжности приводит к тяжёлым последствиям.

- Точность - главная функция привода - осуществлять управляемое движение с заданной точностью;

- Быстродействие - способность системы достаточно быстро реагировать на различные воздействия;

- Качество динамических процессов - обеспечение определённых закономерностей их протекания во времени;

- Энергетическая эффективность - любой процесс преобразования и передачи энергии сопровождается потерями. Неоправданно большие потери - это зря затраченные энергетические ресурсы и труд людей по превращению их в энергию;

- Совместимость электропривода с системой электроснабжения, особенно при внедрении тиристорных электроприводов большой мощности;

- Ресурсоёмкость - материалоёмкость и энергоёмкость, заложенная в конструкцию и технологию производства, трудоёмкость изготовления, наладки, ремонта, эксплуатации. Этот показатель - самый сложный, комплексно связан как с предыдущими показателями, так и с уровнем технологии, экономической ситуацией и другими факторами.

Все показатели - технические, т.к. обеспечиваются техническими средствами. Но вместе с тем все они имеют вполне определённый экономический смысл: чем выше какой-либо показатель - тем больше затраты.

Кроме приведенных выше показателей имеют большое значение и такие показатели, как комплектность, заводская готовность, дизайнерские характеристики, удобство эксплуатации и другие.

Контрольные вопросы и задания

1. Перечислите основные позиции классификации электроприводов

2. Дайте определение группового и индивидуального привода, их достоинства и недостатки

3. Укажите основные требования к электроприводу