10. Электропривод мобильных машин и агрегатов Общие сведения

Опытные работы по электрификации земледелия от энергосистем проводились в основном по двум направлениям: путем создания системы электроагрегатов канатной тяги и системы мобильных электроагрегатов (электротракторов и электромоторизованных с.-х. машин). В последнее время разработаны системы мобильного позиционирования.

В курсовом проекте достаточно остановиться на изучении электроагрегатов канатной тяги — электропахотных лебедочных агрегатах.

Надо изучить основные конструктивные элементы одномашинных и двухмашинных лебедочных агрегатов и особое внимание уделить ЭП обеих систем, помня, что выбор мощности ЭД зависит от проектируемого тягового усилия рабочих органов лебедки и условий питания его ЭЭ. Следует также ознакомиться со схемами автоматизации лебедочных агрегатов и экономической эффективностью, получаемой в результате улучшения качества работ и значительного сокращения обслуживающего персонала.

Необходимо изучить конструктивные схемы и электрическое оборудование электрифицированных мобильных машин» особенности их электропривода, механические характеристики и режимы работы, обратив особое внимание на теоретические вопросы привода электротрактора.

Следует ознакомиться с конструкциями и особенностями приводов электротракторов (используемых в садах, на огородах, в теплицах) и с электрокомбайнами для парников.

Электроснабжение опытных агрегатов осуществлялось от передвижных трансформаторных подстанций гибким кабелем напряжением 1000 В, который периодически расстилается и подбирается с земли. Понизительные подстанции получали питание от воздушных электросетей напряжением 6 или 10 кВ.

Научно-экспериментальные работы, проведенные в России, доказали техническую возможность использования ЭЭ на основном комплексе полевых работ с применением. электрических тракторов, электрических комбайнов и электрических косилок с кабельным способом питания. По ряду показателей (замена жидкого топлива энергией электростанций, снижение затрат на смазочные материалы, значительное облегчение труда трактористов, а главное — повышение качества работ) электрические тракторы имеют бесспорное преимущество перед тепловыми. Однако электротракторы и электрокомбайны с кабельным способом питания при установке одного ЭД, вместо теплового двигателя внутреннего сгорания и сохранения в неизменном виде механической трансмиссии, практического распространения не получили.

Существенным недостатком электроагрегатов с кабельным способом питания является весьма малая маневренность и быстрый выход из строя кабеля вследствие низкого его качества. Следует отметить, что некоторые экономические показатели электротракторов хуже тепловых, в частности дизельных.

Наряду с кабельным способом питания, необходимо остановиться на изучении автономных энергетических установок (дизель электростанции). Следует помнить, что достоинством автономной установки является большая маневренность и возможность выбора оптимальной частоты источника питания, что, в свою очередь, определяет минимальную массу первичного источника энергии генератора, тип передаточного устройства, а также значения их коэффициентов полезного действия.

Необходимо обратить особое внимание на аккумуляторное питание, так как оно может оказаться весьма перспективным источником энергии для мобильных машин.

В будущем вместо обычных дизель электрогенераторов многообещающим источником ЭЭ на мобильных машинах могут оказаться топливные элементы. Для таких преобразователей энергии вполне реален КПД, равный 60%, и весьма вероятно, что в будущем будут успешно решены проблемы длительной и надежной работы.

Необходимо особое внимание обратить на преимущества и недостатки электрической и механической трансмиссии. Недостатком механической трансмиссии существующих мобильных сельскохозяйственных машин и агрегатов является сложность передачи мощности от приводного вала двигателя к рабочим органам, расположенным в разных плоскостях а находящимся на значительном удалении от двигателя внутреннего сгорания. Механическая трансмиссия приемлема на тех машинах, где энергия передается на небольшие расстояния, измеряемые сантиметрами, а когда эти расстояния достигают нескольких метров и даже больше, то она утрачивает свои классические качества (простоту, высокий КПД, небольшие габариты и массу).

Студент должен изучить электрическое оборудование таких агрегатов, их особенности и основные преимущества, а также ознакомиться с принципиальными схемами электрических передач.

Следует рассмотреть способы регулирования частоты. вращения ЭП ходовой части трактора и отдельных рабочих органов прицепных машин. Необходимость регулирования частоты вращения отдельных рабочих органов. вызвана технологическим процессом режима работы агрегата. Например, работу зерноуборочного комбайна характеризуют неравномерной загрузкой рабочих органов как вследствие неоднородной обрабатываемой хлебной массы, так и вследствие различных скоростных режимов отдельных его звеньев. Основным критерием, обусловливающим необходимость регулирования частоты вращения рабочих органов комбайна, является снижение потерь при уборке урожая.

При рассмотрении различных способов регулирования частоты вращения более подробно следует остановиться на частотном способе регулирования с помощью преобразователя частоты, обратив внимание на принципиальные схемы преобразователей частоты.

Для обоснованного определения потребной мощности двигателя электротрактора и мощности ЭД отдельных рабочих органов прицепных машин необходимо располагать нагрузочными диаграммами. Поэтому следует овладеть методикой расчета и построения нагрузочных диаграмм на основании заданных технологией параметров рабочей машины. В заключение изучения раздела необходимо остановиться на рассмотрении схем автоматического управления электропривода мобильных машин.