Введение

Понятие об электроприводе, его назначение и функции. Структура и основные элементы современного электропривода. Типы электроприводов и особенности развития электропривода.

Электроприводом называется электромеханическая система, служащая для приведения в движение рабочих органов механизмов и управления их технологическим процессом. Блок схема электропривода как объекта управления может быть представлена в следующем виде:

Механическая часть

сеть

Система управления (СУ) электроприводом состоит из энергетической части и информационной части. Энергетическая часть – это преобразовательное устройство, назначение которого – управление потоком энергии, поступающим из сети, с целью регулирования режимами работы двигателя и механизма. Преобразовательное устройство позволяет расширить гибкость управления, позволяет придать характеристикам электропривода нужный вид, что достигается или путем преобразования переменного напряжения промышленной частоты в постоянное (выпрямленное) напряжение, или в переменное напряжение, но другой частоты.

Информационная часть СУ предназначена для фиксации и обработки поступающей информации от ЗУ и ДОС (сравнения сигналов от ЗУ и ДОС). На основе этой информации вырабатываются сигналы управления преобразовательным устройством и двигателем. Сама же СУ обеспечивает электроприводу необходимые статические и динамические свойства.

Передаточное устройство (передаточный механизм) служит для изменения скорости или вида движения (из вращательного в поступательное или наоборот). К передаточному устройству относятся: редукторы, кривошипно-шатунные механизмы, зубчато-реечные или клино-ременные передачи, барабаны с тросами и т.п..

Основной функцией простейшего не автоматизированного электропривода, состоящего только из электродвигателя, питаемого непосредственно от сети, и система управления которого включает в себя пакетный выключатель, или магнитный пускатель, является приведение в движение рабочего механизма с неизменной скоростью.

Автоматизированные электроприводы, имеющие систему автоматического управления, выполняют более широкие функции, обеспечивая рациональное ведение технологического процесса, более высокую производительность механизма при лучшем качестве выпускаемой продукции.

В зависимости от схемы передачи энергии от сети к рабочим органам механизмов различаются три типа электроприводов:

1.Групповой (трансмиссионный).

2.Однодвигательный или индивидуальный.

3.Многодвигательный (тоже индивидуальный).

Групповой электропривод представляет собой систему, в которой один электродвигатель посредством системы шкивов и ремней (трансмиссий) приводит в движение группу рабочих машин или группу рабочих органов одной машины, как показано на приведенном рисунке. В такой системе невозможно регулирование отдельных машин воздействием на двигатель. В настоящее время такой электропривод практически не применяется и представляет интерес лишь с точки зрения истории развития электропривода.

Однодвигательный электропривод представляет собой систему, в которой каждая рабочая машина приводится в движение отдельным, связанным только с ней электродвигателем, как изображено на следующем рисунке.

Примером применения однодвигательного электропривода являются простые металообрабатывающие станки и другие несложные механизмы. Во многих случаях привод осуществляется от электродвигателя специального исполнения, конструктивно представляющего одно целое с самим механизмом. Характерным примером полного совмещения двигателя с рабочим органом механизма является электрорубанок, электрическая дрель.

Можно назвать также электрическую таль, двигатель-ролик (рольганг), применяемый в металлургической промышленности на прокатных станах. Здесь неподвижный статор с обмоткой располагается внутри рольганга, а сам ролик является ротором.

В случае однодвигательного электропривода имеется возможность электрическими методами (воздействием на электродвигатель) регулировать скорость каждой из машин и автоматизировать их работу. При этом значительно сокращается путь передачи энергии от сети к рабочим органам, помещения освобождаются от тяжелых трансмиссий, шкивов, ремней, резко снижается вероятность несчастных случаев. Для механизмов с одним рабочим органом возможен выбор для электропривода двигателя с характеристиками, наиболее полно удовлетворяющим требованиям производственного процесса. Поэтому в настоящее время этот тип электропривода является основным и имеет наибольшее применение.

Однако, при однодвигательном электроприводе машин с несколькими рабочими органами внутри машины еще сохраняется система механического распределение энергии (посредством шестерен и т.п.) с присущей ей недостатками. Поэтому в современных машинах подобного рода широко применяется многодвигательный электропривод, при котором каждый рабочий орган приводится в движение отдельным электродвигателем. Такие электроприводы применяются, например, в сложных металлообрабатывающих станках, бумагоделательных машинах, прокатных станах, электрических экскаваторах. При этом значительно упрощается кинематическая схема машины.

Особенностями развития электропривода на современном этапе является расширение областей применения частотно-регулируемого электропривода переменного тока и вентильного электропривода постоянного тока, расширение и усложнение его функций, связанных с управлением технологическими процессами и соответствующее усложнение систем управления (САУ), повышение требований к динамическим и точностным показателям, увеличение быстродействия, надежности, экономичности, снижение габаритов.

Особенностью развития электропривода является также унификация его элементной базы, создание унифицированных комплектных тиристорных и транзисторных электроприводов, удовлетворяющими требованиям широкого круга механизмов.

Одним из проявлений развития регулируемого электропривода является тенденция к упрощению кинематических схем машин и механизмов, за счет создания безредукторного электропривода с использованием специальных тихоходных двигателей, имеющих номинальную скорость вращения 18-120 оборотов в минуту. Область применения – мощные электроприводы прокатных станков, шахтных подъемных машин, скоростных лифтов, основных механизмов экскаваторов.