I. Вводная часть

1. Предисловие

В данном учебном пособии изложен краткий курс основ теории электропривода, по соображениям автора являющийся скелетом данной науки и без него невозможно понимать этого предмета. По соображениям автора в данном пособии не изложены некоторые разделы этого предмета, которые при понимании данного «краткого курса» будут легко поняты.

Автор исходил из античного принципа: «Ученик – это не сосуд, который нужно наполнить, а факел, который нужно зажечь». «Зажечь факел» невозможно без понимания основ – эти основы и изложены в данном пособии. Автор старался не подчеркнуть широту своего технического интеллекта, а объяснить материал наиболее доступными средствами, как говорится «для домашних хозяек».

2. Введение (в науку)

Это, прежде всего, напоминание о тех моментах, которые должны быть понять из тех разделов ТОЭ и теории электрических машин и с которыми господа студенты должны начать изучение науки электропривода.

Это, прежде всего, принцип обратимости электрической машины, а именно:

1. всякий работающий электродвигатель одновременно является и генератором;

2. всякий генератор под нагрузкой является двигателем.

Для пояснения этих моментов вспомним правила правой (определение направления ЭДС) и левой (определение направления силы) руки.

Правило правой руки – магнитные силовые линии входят в ладонь (с N к S),  большой отогнутый палец по направлению движения проводника, четыре вытянутых пальца покажут направление ЭДС.

В работающем электродвигателе происходит пересечение проводником магнитных силовых линий (или изменение величины магнитного поля), а, следовательно наводится ЭДС (E) величина которого определяется выражением , где

- коэффициент (постоянный для данной машины)

- магнитный поток

- обороты электродвигателя

И, следовательно, закон Ома для работающего электродвигателя постоянного тока будет иметь вид:

, где

- ток нагрузки (якоря)

- приложенное напряжение

- ЭДС, наводящаяся в проводниках якоря

- коэффициент (постоянный для данной машины)

- магнитный поток

- обороты электродвигателя

Правило левой руки – магнитные силовые линии входят в ладонь (с N к S), вытянутые пальцы – по направлению тока, большой вытянутый палец указывает направление действующей силы.

В работающем под нагрузкой генераторе протекает ток, который, взаимодействуя с магнитным полем, создает момент (момент сопротивления):

, где

- момент (сопротивление)

- ток нагрузки (якоря)

- магнитный поток

- коэффициент (постоянный для данной машины)

Исходя из принципа обратимости для одной и той же машины, коэффициенты и соотносятся, как:

или

Кроме принципа обратимости электрических машин необходимо вспомнить формулу синхронной скорости для асинхронных и синхронных электродвигателей:

, где

- синхронная скорость

- частота питающей сети

- число пар полюсов

II. Основная часть

1. Электропривод: определение и классификация. Силы и моменты, действующие в электроприводе

Электропривод – электромеханическое устройство, посредством которого осуществляется движение рабочих органов машины.

Электропривод состоит из:

1. электрической части:

- электродвигателя и

- аппаратуры управления электродвигателем

2. механической части:

- рабочей машины (вентилятор, насос, лебедка и т.д.) и

- передаточного механизма (редуктор, коробка скоростей, шатунно-кривошипный преобразователь двигателя и т.п.)

Схема электропривода:

К валу электропривода приложены два момента:

- электромагнитный – моменты электродвигателя

- статический – моменты рабочей машины

В зависимости от выполнения каждый из этих моментов может быть движущим (вращающим) и тормозным (сопротивление).

Движущим (положительным) моментом называется момент, направленный в сторону движения.

Тормозным (сопротивление) моментом называется момент, направленный встречно движению.

Рассмотрим некоторые варианты взаимодействия моментов в электроприводе.

Момент отрицательный ЭД должен создавать движущий (положительный) момент

Результирующий статический момент тормозной ЭД создает движущий момент, направленный на спуск груза

Статический момент является движущим (положительным) и вызывает спуск груза. ЭД создает тормозной момент

Статические моменты бывают активными и реактивными.

Активный момент – момент, который действует всегда в одну сторону (например – подъем-спуск груза лебедкой).

Реактивный момент – момент реакции на движение и направлен всегда в сторону противоположную движению (пример – момент силы трения, моменты подруливающих устройств, вентиляторов, гребных винтов).

а) активный момент

б) реактивный момент