Передмова

У сільськогосподарських машинах, агрегатах, потокових лініях широко застосовують електроприводи. Високопродуктивна, надійна й економічно вигідна експлуатація виробничого агрегата забезпечується лише тоді, коли двигун правильно вибраний за потужністю і відповідає його приводним характеристикам, а також умовам оточуючого середовища, в якому він буде працювати.

Для надійної роботи електродвигунів, збільшення строку їх служби дуже важливо технічно грамотно вибрати необхідну апаратуру керування і захисту, вид електропроводки, марку та спосіб прокладання проводів або кабелів.

Програмою дисципліни "Електропривід сільськогосподарських машин" передбачається вивчення теоретичних положень, що характеризують статичні механічні та електромеханічні властивості двигунів постійного та змінного струму, методики вибору електродвигунів для різних режимів роботи, способи зниження втрат електроенергії в електроприводах; способів пуску та регулювання кутової швидкості електродвигунів, апаратури керування і захисту електродвигунів, комплектних пристроїв, електричних схем, методик вибору машини і агрегатів залежно від технологічних вимог, електропривода сільськогосподарських машин, агрегатів і потокових ліній та його особливостей, придбання практичних навичок з вибору електродвигуні в та апаратури керування і захисту їх установки, підготовки до роботи, регулювання і усунення неполадок, аналізу роботи електричних схем.

Отримані знання з дисципліни є основою для вивчення таких дисциплін, як монтаж електрообладнання, експлуатація і ремонт, автоматизація технологічних процесів, дипломне проектування.

У результаті вивчення дисципліни студенти повинні знати методику вибору сільськогосподарських машин, агрегатів і потокових ліній залежно від технологічних вимог, електроприводів для різних режимів роботи, статичні, механічні та електромеханічні властивості електродвигунів, способи зменшення втрат енергії в електроприводах, способи пуску та регулювання частоти обертання електродвигунів, будову, принцип дії апаратури керування і захисту та методики її вибору, типові схеми керування електродвигунами постійного і змінного струму.

Студенти повинні вміти підбирати електродвигуни для приводу робочих машин, перетворювальні пристрої, вибирати та налаштовувати апаратуру керування і захисту, комплекті пристрої, розробляти, складати Електричні схеми керування електроприводами та аналізувати їх роботу, задавати елекгроприводам необхідний режим роботи, визначати й усувати несправності, виконувати випробування та оцінку електроприводів.

Основною формою вивчення дисципліни є самостійна робота студентів-заочників над підручниками та навчальними посібниками, що далі рекомендуються. Ступінь засвоєння матеріалу студент повинен контролювати по повноті і правильності відповідей на питання для самоперевірки і тестів, розміщених у кінці кожної теми цього посібника.

Якщо студент не відповідає на те чи інше питання, необхідно у такому випадку звертатися до викладача за консультацією усно чи письмово.

Важлива, роль у вирішенні поставлених перед агропромисловим комплексом завдань відводиться підвищенню продуктивності і якісному рівню праці шляхом всебічної електромеханізащї і автоматизації виробничих процесів на основі широкого застосування автоматизованого електропривода, впровадження нових технологій, сучасних досягнень науки і найдосконаліших форм організації праці.

Автоматизований електропривід є не тільки основною енергетичною базою стаціонарних технологічних процесів, але й служить головним ланцюгом організації і керування поточним виробництвом.

Мета дисципліни - формування у майбутніх молодших спеціалістів-електриків знань, які дозволяють самостійно і творчо вирішувати завдання проектування і експлуатації раціональних автоматизованих електроприводів у сільськогосподарському виробництві.

Отримані знання з дисципліни є основою для вивчення таких дисциплін: монтаж електрообладнання, експлуатація і ремонт, автоматизація технологічних процесів, дипломне проектування.

Перший в історії електропривід був створений у 1838 році Б.С. Якобі і застосований для приведення в рух гребного колеса катера. В цьому електроприводі використовувався винайдений ним двигун постійного струму з обертальним рухом якоря. Живився він від батареї гальванічних елементів. Внаслідок технічної недосконалості двигуна та гальванічних елементів цей електроиривід не набув широкого практичного застосування.

Розвиток електропривода розпочався з удосконалення електродвигуна постійного струму і генератора постійного струму. Завдяки відкриттям і удосконаленням уже в середині 80-х років XIX століття електродвигун і генератор постійного струму набули всіх основних рис, характерних для електричних машин сучасних конструкцій. Електроприводи з двигунами постійного струму стали широко використовувати в промисловості і на транспорті замість парових машин, водяних коліс.

Надзвичайно важливу роль у розвитку електропривода відіграла поява системи трифазного змінного струму, основи якої розроблені в 1889-1891 рр. російським інженером М.О. Доліво-Добровольським та винайдення ним трифазних асинхронних двигунів з фазним і короткозамкненим ротором. Конструкції цих двигунів в основному залишилися незмінними до нашого часу. Простота, висока експлуатаційна надійність і порівняно низька вартість асинхронних двигунів сприяла широкому розповсюдженню їх у промисловості, на транспорті та в сільському господарстві.

Наступне удосконалення електропривода здійснювалось у напрямі використанім більш високоякісних електротехнічних сталей, ізоляційних і конструктивних матеріалів, зближення електродвигуна з виконавчими органами робочої машини, широкого застосування регулювання його параметрів і автоматизації керування.

Завдяки регулюванню і автоматизації керування електроприводів значно збільшується продуктивність робочих машин, підвищується точність виконання технологічних процесів і якість виробленої продукції, найраціональніше використовується електрична енергія, зростає економічна ефективність виробництва.

За різними джерелами у промислово розвинених країнах від 30% до 60% електроприводів, що випускаються, є регульованими (в Україні до 2%), а на початку XXI століття їх частка зросте до 65-75%. Такі високі темпи зростання виробництва регульованих електроприводів обумовлені їх високою рентабельністю. Використання регульованого електропривода дозволяє скоротити енергоспоживання: насосів - на 25-30%, компресорів -на 40%, вентиляторів - на 30%, центрифуг - на 50%. Зважаючи на те, що ці типи механізмів складають більше 50% використовуваних у сільському господарстві приводів, цей напрям є пріоритетним для економії електричної енергії.

Сьогоднішній день регульованого електропривода - це частотно-регульований електропривід. Сформована структура такого приводу для широкого застосування: мережа - некерований випрямляч - шини постійного струму з конденсаторами - інвертор на транзисторних модулях з широтно-імпульсною модуляцією, керований процесором - коротко-замкнутий двигун.

Основна відмінність завтрашнього нерегульоваиого за швидкістю асинхронного електропривода від того, що використовується сьогодні, полягатиме в широкому використанні вбудованих засобів мікроелектроніки для надійного захисту і діагностування стану приводу.

Без розвитку силової електроніки широке впровадження регульованого електропривода було б неймовірним. Силова електроніка забезпечує ефективне перетворення, управління і регулювання параметрів електричної енергії за допомогою силових напівпровідникових приладів.

Сьогодні основними приладами силової електроніки для комутації струмів до 50 А є діоди; тиристори; біполярні транзистори (ВРТ); біполярні транзистори з ізольованим затвором (ІGВТ); польові транзистори з ізольованим затвором (МОSFЕТ); силові інтегральні схеми.

У сільськогосподарських машинах, агрегатах, потокових лініях застосовують дуже часто складні в налагодженні та обслуговуванні електроприводи. Деякі з них мають напівпровідникові перетворюючі присірої, мікропроцесори програмного керування тощо. Тому належну експлуатацію електроприводів можуть забезпечити лише висококваліфіковані спеціалісти.