Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
1-4.docx
Скачиваний:
12
Добавлен:
22.03.2016
Размер:
138.3 Кб
Скачать

1

Электропривод - электромеханическая система, состоящая из преобразователей электроэнергии, электромеханических и механических преобразователей, управляющих и информационных устройств и устройств сопряжения с внешними электрическими, механическими, управляющими и информационными системами, предназначенная для приведения в движение исполнительных органов рабочей машины и управления этим движением в целях осуществления технологического процесса.

Функциональная схема

Функциональные элементы:

  • Регулятор (Р) предназначен для управления процессами, протекающими в электроприводе.

  • Электрический преобразователь (ЭП) предназначен для преобразования электрической энергии сети в регулируемое напряжение постоянного или переменного тока.

  • Электромеханический преобразователь (ЭМП) — двигатель, предназначен для преобразования электрической энергии в механическую.

  • Механический преобразователь (МП) может изменять скорость вращения двигателя, а также характер движения (с поступательного на вращательное или с вращательного на поступательное).

  • Упр — управляющее воздействие.

  • ИО — исполнительный орган.

Функциональные части:

  • Силовая часть или электропривод с разомкнутой системой регулирования.

  • Механическая часть.

  • Система управления электропривода.

2

По некоторым мнениям этот двигатель, можно еще назвать синхронной машиной постоянного тока с самосинхронизацией. Простейший двигатель (рис. 1), являющийся машиной постоянного тока, состоит из постоянного магнита на индукторе (статоре), из одного электромагнита с явно выраженными полюсами на якоре (двухзубцового якоря с явно выраженными полюсами и с одной обмоткой), щёточноколлекторного узла с двумя пластинами (ламелями) и двумя щётками.

Простейший двигатель имеет два положения ротора (две «мёртвые точки»), из которых невозможен самозапуск, и неравномерный крутящий момент. В первом приближении магнитное поле полюсов статора равномерное (однородное) и равно:

Взаимодействие магнитных полей

Необходимо отметить, что работа по вращению ротора (рамки с током) совершается не за счет энергии внешнего магнитного поля (поля статора), а за счет источника тока, поддерживающего неизменным ток в контуре рамки. При изменениях магнитного потока, пронизывающего контур (рамку с током) при вращении, в этом контуре возникает э.д.с. индукции, направленная противоположно э.д.с. источника тока. Следовательно, источник тока, кроме работы, затрачиваемой на выделение ленц-джоулева тепла, должен совершать дополнительную работу против э.д.с. индукции. Сам же процесс вращения происходит за счет силы Лоренца, действующей на заряд, движущийся в магнитном поле. От носителя тока действие этой силы передается проводнику, по которому он перемещается. Ошибочно мнение, что ротор (рамка с током) приходит в движение за счет того, что его магнитное поле толкает магнитное поле статора.

Kлассификация

ДПТ классифицируют по виду магнитной системы статора:

  • с постоянными магнитами;

  • с электромагнитами:

    • с независимым включением обмоток (независимое возбуждение);

    • с последовательным включением обмоток (последовательное возбуждение);

    • с параллельным включением обмоток (параллельное возбуждение);

    • со смешанным включением обмоток (смешанное возбуждение):

      • с преобладанием последовательной обмотки;

      • с преобладанием параллельной обмотки;

Вид подключения обмоток статора существенно влияет на тяговые и электрические характеристики электродвигателя.

  Для регулирования угловой скорости ротора исполнительных двигателей постоянного тока используют два основных вида управления:1) непрерывное – изменением во времени амплитуды напряжения; 2) импульсное – изменением времени, в течение которого к двигателю подводится номинальное напряжение.    Напряжением управления может быть напряжение на обмотке якоря (якорное управление) или на обмотке возбуждения главных полюсов (полюсное управление).

Якорный непрерывный способ управления.    При анализе характеристик принимаем, что отсутствуют реакция якоря (магнитный поток машины Ф = Фв) и насыщение магнитопровода. Магнитный поток создается током, протекающим по обмотке возбуждения главных полюсов (рис. 5.24,а), либо постоянными магнитами (рис. 5.24,б).

Полюсный непрерывный способ управления.     При этом способе на обмотку якоря постоянно подается номинальное напряжение Uя.ном от независимого источника питания U (рис. 5.26,а). Управление угловой скоростью якоря осуществляется за счет изменения напряжения управления Uy на обмотке главных полюсов.

Импульсный способ управления. Наиболее широкое применение из всех видов импульсного регулирования для управления двигателями постоянного тока нашло широтно-импульсное регулирование напряжения (ШИР). Импульсное регулирование возможно как со стороны якоря, так и со стороны обмотки возбуждения главных полюсов, однако наиболее распространено импульсное якорное управление. Сущность импульсного способа состоит в том, что регулирование угловой скорости ротора достигается не за счет изменения напряжения управления, непрерывно подводимого к якорю двигателя, а путем изменения времени, в течение которого подводится номинальное напряжение.

Преимущества якорного способа: 1) линейность и однозначность регулировочных характеристик при любом значении момента; 2) постоянная жесткость механических характеристик при различных значениях сигнала управления; 3) ток через щеточный контакт проходит только при вращении ротора, что предотвращает пригорание коллектора от местного нагрева при отсутствии вращения; 4) индуктивность обмотки якоря значительно меньше индуктивности обмотки главных полюсов (меньше число витков),что обеспечивает более высокую скорость электромагнитных переходных процессов.     Преимуществом полюсного способа управления является только значительно меньшая мощность управления, - в главных полюсах выделяется обычно не более 5-20% от полной мощности, потребляемой двигателем. Благодаря значительным преимуществам якорный способ управления используют в большинстве схем.

Достоинства и недостатки

Достоинства:

  • простота устройства и управления;

  • практически линейные механическая и регулировочная характеристики двигателя;

  • легко регулировать частоту вращения;

  • хорошие пусковые свойства (большой пусковой момент);

  • так как ДПТ являются обратимыми машинами, появляется возможность использования их как в двигательном, так и в генераторном режимах.

Недостатки :

  • дороговизна изготовления;

  • необходимость профилактического обслуживания коллекторно-щёточных узлов;

  • ограниченный срок службы из-за износа коллектора.

(Последние два недостатка на современном этапе развития ДПТ почти не ощутимы).

3

Асинхронная машина — это электрическая машинапеременного тока, частота вращенияроторакоторой не равна (в двигательном режиме меньше) частоте вращениямагнитного поля, создаваемого током обмоткистатора.

остоинства:

  1. Лёгкость в изготовлении.

  2. Отсутствие механического контакта со статической частью машины.

Недостатки:

  1. Небольшой пусковой момент.

  2. Значительный пусковой ток.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]