ГЛАВА 13. ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
§13.1. Понятие об электроприводе
Электроприводом называется электромехаческое устройство, предназначенное для электрификации и автоматизации рабочих процессов.
Электропривод состоит из преобразующего, электродвигательного, передаточного и управляющего устройств (рис. 13.1). Преобразующее устройство ПрУ преобразует напряжение, ток или частоту напряжения.
Рис. 13.1. Структурная схема
электропривода
Оно может быть выполнено в виде магнитного усилителя, магнитного усилителя с выпрямлением, управляемого выпрямителя на тиристорах и т. д.
В электродвигательном устройстве ЭДУ происходит преобразование электрической энергии в механическую. Передаточное устройство ПУ служит для изменения скорости до значения, необходимого рабочему механизму РМ. Оно может быть выполнено в виде редуктора, т.е. быть неуправляемым. Управляемое ПУ представляет собой коробку передач с электромагнитными муфтами, изменяющими ее передаточное число.
Управляющее устройство УУ регулирует работу всех блоков электропривода, изменяя мощность на валу рабочего механизма, значение и частоту напряжения, схему включения электродвигателя, передаточное число коробки передач, направление вращения электродвигателя и т.д.
На практике электропривод бывает автоматизированный и неавтоматизированный. В
автоматизированном электроприводе человек создает только начальное управляющее воздействие (пуск электропривода).
Внеавтоматизированном человек периодически управляет работой электропривода в зависимости от отклонений от заданного режима.
Электроприводы делят на три группы: 1) групповые; 2) одиночные; 3) многодвигательные.
Вгрупповых электроприводах электродвигатель с помощью механической передачи (трансмиссии) приводит в действие несколько рабочих механизмов.
Водиночных электроприводах механизм приводится в действие индивидуальным электродвигателем. При этом все элементы рабочего механизма соединяются с приводным двигателем соответствующими передачами.
Вмногодвигательных электроприводах каждый орган рабочего механизма снабжен своим двигателем. Так, например, на расточном станке вращение фрезы производится с помощью одного двигателя, продольное перемещение детали — другого, поперечное перемещение — третьего.
Карточка № 13.1 (243).
Понятие об электроприводе
Что входит в состав электропривода? |
|
Электродвигатель и рабочий механизм |
|
3 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
Электродвигатель, рабочий механизм и |
31 |
||||||
|
|
|
|
|
управляющее устройство |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
Преобразующее |
|
устройство, |
15 |
||||
|
|
|
|
|
электродвигатель, |
|
|
редуктор, |
|
|||
|
|
|
|
|
управляющее |
устройство |
и |
рабочий |
|
|||
|
|
|
|
|
Электродвигатель, |
|
|
редуктор, |
25 |
|||
|
|
|
|
|
управляющее |
устройство |
и |
рабочий |
|
|||
|
|
|
|
|
механизм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Какую роль играет преобразующее устройство |
Преобразует |
постоянное |
напряжение |
в |
14 |
|||||||
в электроприводе? |
|
|
|
переменное |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
Преобразует |
переменное |
напряжение |
в |
19 |
|||
|
|
|
|
|
постоянное |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Преобразует напряжение, ток или частоту |
51 |
||||||
|
|
|
|
|
напряжения |
|
|
|
|
|
|
|
Какую |
функцию |
выполняет |
передаточное |
Повышает |
частоту |
вращения |
вала |
61 |
||||
устройство в электроприводе? |
|
|
рабочего механизма |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
Понижает |
частоту |
вращения |
вала |
54 |
|||
|
|
|
|
|
рабочего механизма |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
Служит для изменения частоты вращения |
59 |
||||||
|
|
|
|
|
вала до значения, необходимого рабочему |
|
||||||
|
|
|
|
|
механизму |
|
|
|
|
|
|
|
Какие |
функции |
выполняет |
управляющее |
Изменяет мощность |
на валу |
рабочего |
18 |
|||||
устройство электропривода? |
|
|
механизма |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Изменяет значение и частоту напряжения |
67 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
Изменяет |
схему |
включения |
72 |
||||
|
|
|
|
|
электродвигателя, передаточное число, |
|
||||||
|
|
|
|
|
направление вращения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выполняет все функции, перечисленные |
70 |
||||||
|
|
|
|
|
выше |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сколько |
электродвигателей |
входит |
в |
Один |
|
|
|
|
|
|
65 |
|
электропривод? |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Несколько |
|
|
|
|
|
|
41 |
||
|
|
|
|
|
Количество электродвигателей зависит от |
44 |
||||||
|
|
|
|
|
типа электропривода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
§13.2. Нагревание и охлаждение электродвигателей
Работа электродвигателя, как и любого другого механизма, сопровождается потерями части энергии, которые превращаются в теплоту. При этом мощность потерь Р определяется как
Р=Р(1/η-1), |
(13.1) |
где Р — мощность на валу двигателя; η — КПД двигателя. Отсюда следует, что с ростом
нагрузки температура двигателя и его изоляции возрастает и может достигнуть недопустимых значений.
Температура двигателя определяется не только нагрузкой, она зависит и от температуры окружающей среды. При расчетах температуру окружающей среды принимают равной +40° С.
Разность между температурами двигателя и окружающей среды называют температурой перегрева τ. Так, например, для изоляции класса А (пропитанные волокнистые материалы) допустимая температура перегрева 65° С. В процессе нагревания двигателя часть теплоты идет на его нагревание, а часть излучается в окружающее пространство. Когда температура двигателя достигает установившегося значения, процесс нагревания прекращается и вся теплота,