45. Электропривод

Электроприводом называется электромеханическое устройство, осуществляющее преобразование электрической энергии в механическую и обеспечивающее электрическое управление.

Электропривод включает в себя системы преобразования, передачи и распределения энергии и управление этими процессами.

Впервые в качестве электропривода в 1837 г. был использован двигатель постоянного тока для привода судна. В 1889 г. М.О.Доливо-Добровольским был разработан асинхронный двигатель, который был установлен в качестве привода в 1893г.

Первыми трудами по теории электропривода были книга проф. С.А. Ринкевича «Электрическое распределение механической энергии» (1925 г.) и проф. В.К. Попова «Применение электродвигателей в промышленности» (1932-1939 гг.)

Электропривод бывает индивидуальный, групповой и взаимосвязанный. В групповом электроприводе один электродвигатель приводит в движение группу механизмов – сложная кинематическая схема.

Индивидуальный – один двигатель, один рабочий орган (электродрель, электроточило и др.)

Взаимосвязанный - несколько двигателей, несколько механизмов (привод станков, промышленные роботы).

Основная функция электропривода – приводить в движение рабочий механизм и изменять его режим работы в соответствии с требованиями технологического процесса.

По характеру движения электроприводы подразделяются на вращательный (электродвигательным устройством является вращающийся двигатель) и линейный (электродвигательным устройством является линейный двигатель).

По принципу действия электродвигательного устройства: непрерывного действия, когда подвижные части находятся в состоянии непрерывного движения, и дискретного действия, когда подвижные части находятся в состоянии дискретного движения.

По направлению вращения – на реверсивный (когда вал двигателя может вращаться в противоположных направлениях) и нереверсивный (когда вал двигателя может вращаться только в одном направлении).

47.Системы управления и регулиования электроприводов

Системы управления электроприводами подразделяются на два вида:

• разомкнутые системы, обеспечивающие автоматизацию процессов пуска, торможения, изменения скорости, защиту и т. д.;

• замкнутые системы, в которых используются обратные связи: по скорости, току, ЭДС и т. д.

Основным недостатком разомкнутых систем регулирования является невозможность обеспечения высокой точности регулирования выходных координат.

Для осуществления автоматического регулирования в замкнутых электроприводах необходимо измерить сигнал обратной связи, затем этот результат в виде напряжения сравнить (произвести алгебраическое суммирование) с заданным и направить результат сравнения к регулируемому объекту. Обычно энергии измерительного органа оказывается недостаточно для воздействия на регулирующий орган, поэтому возникает необходимость в применении усилительного устройства.

Обратные связи совместно с задающим - управляющим сигналом позволяют формировать статические и динамические характеристики электроприводов в соответствии с заданными технологическими требованиями. Обратные связи могут быть положительными и отрицательными, жесткими и гибкими, линейными и нелинейными. Обратные связи могут формировать сигналы (напряжения), пропорциональные значению или пропорциональные производной от значения напряжения, тока, частоты вращения, угла поворота и т. д. В этих случаях они называются жесткими или гибкими, положительными или отрицательными обратными связями соответственно по напряжению, току, частоте вращения, углу поворота и т.д.

Способы регулирования частоты вращения могут быть разделены на две основные группы:

• параметрические способы;

• способы, связанные с применением регулируемых источников электрической энергии.

При параметрических способах регулирование частоты вращения осуществляется за счет изменения тех или иных параметров электродвигателей или их электрических цепей. Так, например, у двигателя постоянного тока параметрические способы регулирования сводятся к регулированию изменений сопротивления в цепи якоря и изменений магнитного потока. У асинхронных двигателей переменного тока параметрические способы осуществляются: изменением активного сопротивления в цепи ротора, индуктивного сопротивления в цепи статора, фазового напряжения, переключением числа пар полюсов.

Для машин и механизмов, не требующих регулирования скорости, применяются электроприводы переменного тока с асинхронными и синхронными двигателями. Для механизмов, допускающих ступенчатое регулирование в 2-4 ступени и при небольшой мощности (до 50 кВт), возможно использование многоскоростных двигателей с переключением числа пар полюсов.

В настоящее время в приводах используются преобразователи частоты переменного тока второго поколения на биполярных транзисторах с изолированным затвором