Тема 1.1 Основи електропривода.

1.1 Види ,типи електроприводів постійного струму

1.2 Статичний і динамічні моменти в електроприводі та приведення їх до однієї вісі обертання.

Електропривод з тиристорними перетворювачами та двигунами постійного струму являється в наш час основним типом привода верстатів з ЧПУ. В силу цілого ряду експлуатаційних переваг він практично витиснув гідравлічний та слідкуючи привода а також електрично гідравлічні привода з кроковими двигунами .Основною перевагою двигуни постійного струму визначаючим їхнє широке використання в верстато будівництві регулюючих та слідкуючи приводах являється висока лінійна характеристика , що дозволяє плавно регулювати частоту обертання вала двигуна в дуже великих межах (діапазон регулювання частоти обертання вала сучасних двигунів ПС складає до 10 000об/хв і більше ) Але двигуни постійного струму мають ряд суттєвих недоліків що обумовлює їх не широкий спектр використання порівнянно з асинхронними двигунами змінного струму: великі габарити двигунів , набагато менший К.К.Д. ,необхідність в використанні щіток та колекторі для підводу струму до обмоток якоря.

Останнє суттєво знижує їх перевантажувальну спроможність за рахунок обмежень зв’язаних з процесами комутації і можливістю виникнення колового полум’я на колекторі . Не дивлячись на ці недоліки двигуни постійного струму продовжують вдосконалювати в напрямку швидко діяння і підвищення перевантажувальної стійкості підвищення підвищення ККД рівномірності обертання на малих швидкостях.

Потрібність в модернізації технічних характеристик регульованих та слідкуючи електропривод верстатів з ЧПУ привели до розробки спеціальних двигунів постійного струму . Загальними особливостями двигунів для слідкуючи приводів являються можливості довготривалої роботи на малих швидкостях при повному моменті ,що потребує спеціальних вимог для їхнього охолодження , а також можливість багатократної перевантаження по струму на проміжку не великого проміжку часу, що зв’язано з необхідністю досягнення високого швидко діяння приводу. В тому числі спеціальності верстатних слідкуючи приводів були розробленні електродвигуни серій ПБСТ (серія П без обдуву верстатний з вмонтованим тахогенератором) ,особливістю яких являється наявність вмонтованого тахогенератора з великим числом (96)колекторних пластин і колектора якоря також з збільшеною кількістю пластин. Ці міри значно підвищують рівномірність обертання вала двигуна на низьких швидкостях . Необхідний тепловий режим на цих швидкостях забезпечується за рахунок зниження електромагнітних навантажень, тобто недовикористання по струму та напрузі що призводить до збільшення габаритів таких двигунів в порівнянні з нормальними двигунами загально промислової серії П , но разом з цим підвищується і теплова постійна часу роботи двигуна. Двигуни цієї серії допускають перевантаження на 40% в годинному режимі, чотирьох кратне перевантаження по струму на протязі одної хвилини і десяти кратне на протязі однієї секунди.

Були розробленні також спеціальні мало інерційні двигуни з гладким якорем серії ПГ(ПГТ- з вмонтованим тахогенератором). Зменшення моменту інерції ,а відповідно ,і постійних часу (5-6 разів менше чим в звичайних)досягається за рахунок зменшення діаметру і збільшенні довжини якоря. Якір такого двигуна має без пазову конструкцію. Провідники обмотки якоря з міді прямокутного перерізу ставляться на клей на зовнішню поверхню якоря (шихтованого з тонких сталевих кружків),закріплюються стекло волокном і заливаються епоксидною смолою. Така конструкція обмотки забезпечує малу індуктивність якірного ланцюга що дозволяє забезпечити непогану комутацію струму при великих навантаженнях двигуна (допускається протікання 10-ти кратних проти номінального значення струму в перехідних режимах ).Без пазова конструкція дозволяє також, при відповідному розташуванні обмоток на поверхнях якоря ,виключити пульсації моменту, звичайно які існують при вході паза в полюсну зону І виході з неї. Підвищенні перевантажувальної спроможності таких двигунів відповідає покращенне охолодження обмотки якоря, розташованій на його поверхні ,забезпечуючи це за рахунок примусової вентиляції (від окремого вентилятора з приводом від асинхронного двигуна закріпленого на корпусі двигуна серії ПГТ) Двигуни з гладкими якорями забезпечують відпрацюванню максимальних прискорень порядку (2...6)·104рад/с2.

Однак за рахунок складності виготовлення, високої собівартості і малої надійності ці двигуни не знайшли широкого використання в верстато-будуванні крім того за рахунок збільшеної довжини вони погано монтуються на верстати .

Більш зручні для привода подач верстатів з ЧПУ оказалися високомоментні двигуни постійного струму зі збудженням від постійних магнітів відносно низьки значення номінальної частоти цих двигунів (500-1000 об/хв) і можливість довготривалої роботи на малих оборотах з великими моментами дозволять обоходитись без редукторів і зв’язувати такий двигун безпосередньо з ходовим гвинтом робочого органу. При цьому значно спрощуються кінематичний ланцюг верстата, збільшується надійність і точність обробки. Такі двигуни в теперішній час стали загальними для приводів подач верстатів з ЧПУ.

1.2. Статичні ідинамічні моменти в електроприводі і приведення їх до однієї вісі обертання.

Для здійснення корисної роботи виконавчий орган виробничої машини або її механізм отримує механічну енергію від електричного двигуна через різноманітні системи механічних ланцюгів.

Ці системи складають механічну частину електропривод конструктивне виконання яких може бути різних видів. В загальному випадку механічна частина Електропривода складається з рухомої чатини ротора або якоря електродвигуна ,передаточного пристрою та робочого органу.

Двигун

Передаточний прстрій

Робочий орган

Передаточний пристрій передає і перетворює рух в механічній частині електропривода за допомогою цього пристрою може збільшуватись або зменьшуватись швидкість зменьшуватись вид руху наприклад з обертового в поступальний (редуктор, зубчато рецкова передача пасові передачі кривошипно шатунний механізм .)

Д еколи в електропривод відсутній передаточний пристрій і рух передається прямо від вала двигуна прямо на робочий орган (вентилятор).

а) Перетворення електричної енергії (обертової)в механічну(обертової) за допомогою редуктора.

б ) Перетворення електричної енергії (обертової)в механічну (поступальну) за допомогою зубчато-рейкової передачі

в ) Перетворення електричної енергії (обертової)в механічну(поступальну) за допомогою пасової передачі (барабан з тросом)

Перетворення електричної енергії (обертової)в механічну( зворотньо поступалу) за допомогою кривошипно-шатунного механізму.

Активний статичний момент. (або активне навантаження.) зявляється незалежно від руху і створюється сторонніми джерелами механічної енергії. Прикладами її можуть fбути момент від ваги яка висить на канаті на витому на барабані вантажопідйомної лебідки ,момент від пасажирів які спускаються на есколаторі в метро, момент створенний силою вітру. Так припідніманні вантажа на крані активний статичний опір буде гальмівний то при опусканні той самий вантаж стає рущійним.

Лекція

Розділ №1 Основи електропривода.