- •Г.Я. Пятибратов история развития и современные проблемы электроэнергетики и электротехники
- •140400 Электроэнергетика и электротехника
- •Оглавление
- •4.3. Задачи и проблемы дальнейшего повышения технического уровня современных 71
- •5. Проблемы и тенденции развития и практики электроэнергетики 76
- •Основные этапы развития электротехники и электроэнергетики
- •Историческая обусловленность возникновения
- •1.2. История становления электротехники
- •1.3. Основные этапы развития электромеханики
- •1.4. История возникновения электропривода
- •Зарождение и начальные этапы развития
- •1.6. Начало электрификации промышленности в России
- •1.7. Основные этапы развития электротехники
- •Значение электротехники и электроэнергетики для технического прогресса
- •Появление и развитие в россии системы высшего образования по электротехнике и электроэнергетике
- •2.1. История появления высшего технического образования в России
- •2.2. Возникновение системы подготовки специалистов по электротехнике и электроэнергетике
- •2.3. Подготовка специалистов по электротехнике и электроэнергетике в Новочеркасском политехническом вузе
- •Развитие теории электротехники и электромеханических систем
- •3.1. Становление теории электромеханических систем
- •3.2. Этапы развития теории электромеханических систем
- •3.3. Современные направления развития теории электромеханических систем
- •4. Проблемы и тенденции развития практики современных электротехнических систем
- •4.1. Задачи совершенствования электротехнических устройств и систем
- •4.2. Направления развития элементной базы электромеханических систем
- •4.2.1. Направления совершенствования механических преобразователей движения
- •4.2.2. Совершенствование конструкций электрических двигателей
- •4.2.3. Совершенствование полупроводниковых преобразователей
- •4.2.4. Развитие микропроцессорных средств управления
- •4.2.5. Совершенствование средств измерения в электротехнике и электроэнергетике
- •4.3. Задачи и проблемы дальнейшего повышения технического уровня современных электромеханических систем
- •Проблемы и тенденции развития и практики электроэнергетики
- •5.1. Общие закономерности развития теории
- •5.2. Взаимообусловленность развития теории
- •5.3. Основные этапы развития электроэнергетики России
- •5.3.1. Начало развития электроэнергетики России
- •5.3. 2. Послевоенное развитие электроэнергетики России
- •5.3.3. Особенности развития современной
- •5.4. Развитие электроэнергетических систем
- •5.4.1. Особенности развития электроэнергетических систем
- •5.4.2. Проблемы развития электроэнергетических систем и пути их решения
- •5.5. Развитие современных электрических сетей
- •Состояние и перспективы развития
- •Современное состояние электроэнергетики России
- •6.2. Задачи развития современной электроэнергетики России
- •6.3. Перспективы развития электроэнергетики России
- •Перспективы и направления развития
- •7.1. Возможности использования имеющихся энергоресурсов в XXI в.
- •7.2. Перспективы использования традиционных источников энергии
- •7.3. Перспективы развития энергетики, использующей возобновляемые источники энергии
- •7.4. Перспективы развития атомной энергетики
- •7.5. Перспективы использования термоядерной энергии
- •Заключение
- •Библиографический список
- •История развития и соременные проблемы электротехники
- •346428, Г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132
- •346428, Г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132
4.2. Направления развития элементной базы электромеханических систем
Рассматривая перспективы развития современных ЭМС, необходимо учитывать, что объективной тенденцией развития электротехнического оборудования является его усложнение, обусловленное более высокими требованиями технологических процессов и расширением потребительских свойств электротехнических изделий. В этих условиях основной задачей развития электропривода и его средств управления является наиболее полное удовлетворение требованиям автоматизации рабочих машин, механизмов, технологических линий. При этом наиболее эффективно эти возможности могут быть реализованы при использовании ЭМС с микропроцессорным управлением.
В настоящее время главной задачей является расширение областей применения ЭМС, реализованных на базе регулируемых электроприводов переменного тока с использованием технически более совершенных, высокого качества и эффективности разработок. Её решение позволит повысить электровооруженность труда, механизировать и автоматизировать технологические процессы и, в конечном счете, значительно увеличить производительность труда. Для выполнения этой задачи необходимо решить ряд научно-технических и производственных проблем, связанных с совершенствованием электрических двигателей, полупроводниковых силовых преобразователей и микроконтроллеров.
4.2.1. Направления совершенствования механических преобразователей движения
Комплексное решение вопросов совершенствования современных электромеханических комплексов требует новых механических преобразователей движения. В настоящее время усиливается тенденция к упрощению механических компонентов технологического оборудования и усложнению их электротехнических компонентов. При проектировании нового технологического оборудования стремятся использовать более «короткие» механические передачи и безредукторные электропривода. В современной технической литературе показано, что по массогабаритным показателям и КПД безредукторные электропривода вполне сравнимы с массогабаритными показателями и КПД редукторных электроприводов, если учитывается не только двигатель, но и редуктор. Существенным выигрышем в применении жёстких механических передач и безредукторных электроприводов является достижение более высоких качественных показателей систем управления движением исполнительных механизмов, технологическими переменными и более высокой надёжности их работы. Это объясняется тем, что протяженные механические передачи, будучи охваченные обратными связями, могут существенно ограничивать полосу пропускания частот систем управления из-за влияния на переходные процессы упругих механических колебаний. Простейшие механические передачи промышленного применения обычно имеют несколько частот упругих колебаний из-за податливости зубьев, валов и опор. Если к этому добавить усложнение механических передач из-за необходимости применения устройств выборки люфтов, то очевидно, что тенденция расширенного применения безредукторных приводов будет сохраняться, особенно для технологического оборудования высокой производительности и качества.
Интересной реализацией рассмотренной тенденции является развитие электроприводов с линейными двигателями, которые позволяют исключить не только редуктор, но и устройства, преобразующие вращательное движение роторов двигателей в поступательное движение рабочих органов машин. Электропривод с линейным двигателем является частью общей конструкции машины, предельно упрощает её кинематику и создает возможность для оптимального конструирования машин с поступательным движением рабочих органов.
В последнее время интенсивное развитие получили электромеханические комплексы и технологическое оборудование со встроенными в механизм электродвигателями. Примерами таких устройств являются: электроинструменты; встраиваемые в шарнирные соединения двигатели приводов роботов и манипуляторов; электроприводы подъемных лебедок, в которых двигатель конструктивно объединяется с барабаном, выполняющим функции ротора.
В последние годы в отечественной и зарубежной практике явно определилась тенденция к более глубокой интеграции электромеханического преобразователя (электродвигателя) с рабочим органом и устройствами управления. Это, например, мотор-колесо в тяговом электроприводе, электрошпиндель в шлифовальном станке.
Указанная тенденция прогрессивна, поскольку интегрированные электропривода обладают меньшей материалоемкостью, имеют улучшенные энергетические показатели, компактны, удобны в эксплуатации. Однако созданию надежных и экономичных интегрированных электроприводов должны предшествовать теоретические исследования и конструкторские разработки, выполненные на современном уровне с учётом оценок надежности.