ным устройствам относятся цилиндрические, червячные и пла­ нетарные редукторы, передачи винт—гайка, цепные и ременные передачи, гидромуфты и электромагнитные муфты. Механиче­ ская передача служит для согласования параметров рабочего ор­ гана с параметрами электромеханического преобразователя. Механическая передача - необязательный элемент электро­ привода.

1.2. Классификация электроприводов

Электроприводы классифицируются по видам источников электроэнергии; характеру движения; количеству используемых двигателей и их типам; видам и реализации силовых преобразо­ вателей; способам управления координатами электропривода; наличием или отсутствием механической передачи.

По виду потребляемой от источников электроэнергии раз­ личаются электроприводы постоянного и переменного тока.

В зависимости от характера движения электроприводы мо­ гут быть вращательного, поступательного и возвратно-поступа­ тельного движения, при этом скорость привода может быть ре­ гулируемой или нерегулируемой величиной, а само движение - непрерывным или дискретным, однонаправленным, двунаправ­ ленным (реверсивным) или возвратно-поступательным.

По количеству используемых двигателей различаются групповой, индивидуальный и взаимосвязанный электропривод. Групповой электропривод характеризуется тем, что один двига­ тель приводит во вращение несколько рабочих органов машины. Индивидуальный электропривод обеспечивает движение одного рабочего органа. Взаимосвязанный электропривод осуществля­ ется двумя и более двигателями, электрически или механически связанными между собой и работающими на один или несколь­ ко рабочих органов.

Современные силовые преобразователи, применяемые в настоящее время в электроприводе, строятся главным образом на основе полупроводниковой техники с использованием сило­ вых диодов, транзисторов и тиристоров. Их можно разделить на 4 вида:

-управляемые и неуправляемые выпрямители, которые преобразуют переменное напряжение в постоянное;

-инверторы, осуществляющие обратное преобразование напряжения;

-преобразователи частоты и напряжения переменного то­ ка, изменяющие параметры напряжения переменного тока;

-импульсные преобразователи напряжения постоянного тока с различным видом модуляции выходного напряжения.

По структуре и способам управления координатами разли­ чаются неавтоматизированные и автоматизированные электро­ приводы с разомкнутыми и замкнутыми системами регулирова­ ния. Тенденция развития электропривода в настоящее время - повсеместное внедрение регулируемых автоматизированных приводов.

1.3. Энергетические диаграммы режимов работы электроприводов

Энергетически электропривод можно представить в виде электромеханической системы (ЭМС) и механического преобра­ зователя (МП).

ЭМС включает в себя силовой преобразователь и электро­ двигатель. Преобразователь служит для преобразования элек­ трической энергии электрической системы в электрическую энергию с параметрами, необходимыми для питания электро­ двигателя. Электрический двигатель является электромеханиче­ ским преобразователем, в котором электрическая энергия преобразуется в регулируемую механическую энергию. Выход­ ными параметрами электромеханического преобразователя яв­ ляются скорость и момент.

МП служит для преобразования механической энергии электродвигателя в механическую энергию рабочего органа или обратного преобразования.

Любая электрическая машина может работать в двух режи­ мах: в двигательном или в тормозном (генераторном) режиме.

В двигательном режиме электрическая энергия потреб­ ляется из сети, небольшая часть ее расходуется на потери в силовом преобразователе и двигателе, а основная преобразует­ ся в механическую энергию и подается на рабочий орган (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Энергетическая диаграмма электропривода

вдвигательном режиме

Втормозном (генераторном) режиме подводимая механи­ ческая энергия преобразуется в электрическую энергию. Тор­ мозные режимы отличаются по своим энергетическим характе­ ристикам. Существуют следующие тормозные режимы:

- рекуперативное генераторное торможение с отдачей энер­ гии в сеть;

-динамическое торможение;

-торможение противовключением.

При рекуперативном торможении (рис. 1.3, а) энергия, за­ пасенная в движущихся электромеханических системах, или по­ тенциальная энергия груза при его спуске поступает на вал дви­ гателя и преобразуется им как генератором в электрическую энергию. За вычетом потерь в ЭМС эта энергия поступает в сеть. Такой режим энергетически является наиболее выгод­ ным, так как энергия торможения используется полезно.

При динамическом торможении (рис. 1.3, б) двигатель от­ ключается от сети и работает как автономный генератор, нагру­ женный на гасящее сопротивление. Механическая энергия (ки­ нетическая энергия движения) поступает на вал двигателя, пре­ образуется в электрическую энергию и вся расходуется на потери в электрической цепи двигателя и во включенных в цепи обмоток двигателя сопротивлениях.

Торможение противовключением используется в двух случаях:

1) торможение противовключением, при котором двигатель вращается в одном направлении, а затем, с целью торможения,

Р мех

сеть

в

Рис. 1.3. Энергетическая диаграмма электропривода: а - при рекуперативном торможении; б - при динами­ ческом торможении; в - при торможении противовклю-

чением

включается для вращения в другом направлении. Двигатель по­ требляет при этом электрическую энергию из сети и механиче­ скую энергию со стороны рабочего органа (кинетическую энер­ гию движения). Суммарная энергия тратится на потери в элек­ тродвигателе и во включенных в цепи обмоток двигателя сопротивлениях. Режим сопровождается большими потерями энергии (рис. 1.3, в);

2) торможение противовключением при протягивающем грузе. Используется в грузоподъемных механизмах при спуске груза. Рабочий орган под действием тяжести груза движется

внаправлении опускания груза, а двигатель включается в сеть

внаправлении подъема груза, создавая необходимый тормозной момент. Энергетически этот режим аналогичен первому случаю.

-динамическое

-противовключением

Рис. 1.4. Режимы работы электропривода в поле координат со-М

Все режимы работы электропривода можно показать на по­ ле координат оо, М. Оси координат разделяют поле на четыре квадранта (рис. 1.4). I квадрант соответствует работе в двига­ тельном режиме, II - работе в тормозных режимах, III - работе двигателя в противоположном направлении вращения, IV - ра­ боте в режиме протягивающего груза и в тормозных режимах с противоположным направлением вращения.