Глава 1 общие положения построения курса "основы электропривода"
Цель и задачи курса
Курс изучает механические свойства электрических машин с целью обоснования и выбора рационального электропривода, имеющего минимально возможную мощность и обеспечивающего требуемую производительность и требования технологии.
Задачи курса:
изучение механических и электромеханических характеристик, регулировочных свойств электрических машин;
изучение переходных режимов электрических машин; расчет и выбор мощности электрических двигателей электропривода рабочих машин;
расчет и выбор пусковой и защитной аппаратуры;
изучение принципов построения схем управления электрическими двигателями.
Определение понятия электропривод
Электропривод - это электромеханическая система, состоящая из электродвигательного, преобразовательного и управляющего устройств, предназначенная для приведения в движение исполнительных органов рабочей машины и управления этим движением (ГОСТ 16593-79).
В общем виде структурная схема электропривода представлена на рис. 1.1.
Источником питания электропривода в с.-х. производстве могут быть электрическая сеть, автономный генератор рабочего или резервного питания, аккумулятор, солнечные батареи или топливные элементы.
Преобразовательное устройство служит для преобразования или согласования рода, величины напряжения и частоты тока источника питания и электрического двигателя. К этому устройству относятся управляемый или неуправляемый выпрямитель, электромашинное устройство, для питания двигателя постоянного тока, статический или электромашинный преобразователь частоты для питания асинхронных двигателей и т.д.
Рис. 1.1. Структура электропривода
Электродвигательные устройства преобразуют электрическую энергию в механическую или механическую энергию в электрическую. К ним относятся электрические двигатели постоянного или переменного тока, электромагниты и т.д. Передаточное устройство необходимо для передачи механической энергии от двигателя к рабочей машине и согласования вида и скорости их движения. В качестве передаточных устройств применяют различные редукторы, электромагнитные муфты и т.п.
Управляющее устройство формирует необходимые команды (сигналы) для управления преобразовательным, электродвигательным и передаточным устройствами в соответствии с требованиями технологии.
Управляющее устройство в самом простом исполнении состоит из кнопки "пуск-стоп", пускателя и реле защиты электродвигателя. Электроприводы, осуществляющие регулирование или стабилизацию скорости, имеют более сложную структуру, куда входят различные датчики скорости, тока, момента, напряжения, задающие сигналы, суммирующее устройство, которое вырабатывает соответствующую команду преобразовательному, электродвигательному устройствам.
1.3. Классификация электропривода
В зависимости от характерных признаков электроприводы разделяются на следующие виды [2].
По назначению: на главный, обеспечивающий главное движение исполнительного органа рабочей машины или основную операцию процесса, и на вспомогательный, обеспечивающий вспомогательное движение исполнительных органов рабочей машины или вспомогательные операции процесса.
По характеру движения электродвигательного устройства: на вращательный, в котором использован вращающийся электродвигатель, и на линейный, электродвигательным устройством которого является линейный электродвигатель.
По направлению вращения электродвигательного устройства: на реверсивный и нереверсивный.
По принципу действия электродвигательного устройства: на электропривод непрерывного действия, подвижные части электродвигательного устройства которого во время работы находятся в непрерывном движении, и на дискретный электропривод, подвижные части которого движутся через промежутки времени (скачками).
По виду связи с исполнительным органом рабочей машины: на редукторный, безредукторный, имеющий непосредственную связь электродвигателя с исполнительным органом; на электрогидравлический, имеющий гидравлическое передаточное устройство, и на маховиковый.
По соотношению числа электродвигательных установок и исполнительных органов рабочих машин: на групповой, индивидуальный, взаимосвязанный. В групповом от одного электродвигателя приводится в движение несколько рабочих машин или несколько рабочих органов одной машины. Индивидуальный обеспечивает движение одного исполнительного органа рабочей машины. В взаимосвязанном электроприводе подвижные части двух или более двигателей связаны между собой.
По роду тока: на электропривод постоянного тока с двигателями постоянного тока, на электропривод переменного тока с двигателями переменного тока.
По виду источника питания: на электропривод, питающийся от сети, и на автономный электропривод, питающийся от аккумуляторных батарей, дизельного генератора и т.д.
По характеру изменения координат: на нерегулируемый электропривод, у которого скорость изменяется только под действием нагрузки, и на регулируемый, параметры которого (скорость, нагрузка, диапазон регулирования, жесткость механической характеристики, электромеханические постоянные времени) меняются под воздействием управляющего устройства.
По виду преобразовательного устройства: на вентильный (ионный, полупроводниковый, диодный, тиристорный, транзисторный), на систему генератор – двигатель (Г - Д), на каскадный электропривод.