1. Определение и классификация электроприводов
Электрические двигатели (ЭД) и исполнительные механизмы (ИМ), как правило, соединены посредством механической передачи (МП) и образуют единое машинное устройство.
Электрическая энергия поступает к ЭД, либо непосредственно от общей питающей сети, либо от специального преобразователя (П).
Управление ЭД, а в ряде случаев и П осуществляется с помощью специальной аппаратуры управления (АУ).
Связь между перечисленными элементами можно пояснить структурной схемой.
Структурная схема электропривода.
ИП
ИМ
ЭП
Источник питания - сеть переменного или постоянного тока, дизель-генератор, АБ.
Преобразователь энергии - в современных регулируемых электроприводах для регулирования M, ш используют статические преобразователи на основе полупроводниковых приборов - IGBT- транзисторов и тиристоров.
Аппаратура управления - предназначена для управления полупроводниковым преобразователем или непосредственно двигателем.
ЭД - основное звено в системе ЭП и служит для преобразования электрической энергии в механическую энергию.
Механическая передача - предназначена для преобразования механических параметров (вида движения, момента и скорости).
Исполнительный Механизм
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭП: электромеханическое устройство, состоящее из ЭД, преобразователя, механической передачи и аппаратуры управления, предназначенное для электрификации и автоматизации рабочих процессов, называется Электроприводом (ЭП).
Электроприводы классифицируются по роду тока; по назначению;
по степени управления человеком.
по роду тока:
-
приводы постоянного тока;
-
приводы переменного тока.
по степени управления человеком ЭП подразделяются на 3 основные группы:
-
неавтоматизированный электропривод;
-
автоматизированный электропривод.
При этом роль человека сводится к подаче первоначальной команды на выполнение автоматически целого ряда операций управления.
-
автоматический электропривод: управление без участия человека
ПРИМЕРЫ: автомашинист в метро автопилот авторулевой
2. Режимы работы электродвигателей
Мощность ЭД в системе ЭП рассчитывается таким образом, чтобы температура изоляции его обмоток за время работы не превысила допустимых значений.
Исполнительные механизмы предполагают разнообразные режимы работы. По этой причине промышленностью выпускаются ЭД предназначенные для различных режимов работы.
Различают четыре основных режимов работы ЭД
-
продолжительный;
-
кратковременный;
-
повторно-кратковременный;
-
перемежающийся.
ЭД предназначенные для данного режима работы должны неограниченно долгое время находится под расчетной нагрузкой.
Примером такого режима работы ЭД могут служить приводные ЭД вентиляторов, насосов, компрессоров.
М
t
В таком режиме ЭД работают под нагрузкой в течении рабочего времени 1р, за которым следует длительная пауза to, когда ЭД, отключенный от сети, успевает полностью остыть
tp<< t,
Промышленностью выпускаются ЭД на следующие стандартные значения времени работы под нагрузкой
(10, 20, 30, 60, 90) минут.
Примером кратковременного режима работы ЭД может служить привод электродомкратов и разводных мостов.
В этом режиме двигатели работают с длительной циклической нагрузкой.
Характер циклической нагрузки поясняет рисунок График нагрузки при повторно-кратковременном режиме работы ЭД может иметь вид.
М
t — t + t п
ц р 0
В повторно-кратковременном режиме работают многие грузоподъёмные устройства, в том числе грузовой лифт.
Основной характеристикой повторно-кратковременного режима является относительная продолжительность включения, которая определяется как отношение
tp
ПВ % — —^—100%
tp + to
Установлены следующие стандартные значения ПВ: (15, 25, 40, 60, 80, 100)%.
Особенностью данного режима работы ЭД является отсутствие в рабочем цикле интервалов времени с полностью отключенной нагрузкой.
М
0
/
/
t
хх
= t р ^ ^ хх
tхх - время работы в режиме холостого хода.
Основной характеристикой работы ЭД с перемежающимся режимом нагрузки является относительная продолжительность нагрузки.
ПН % = —• 100%
tp tхх
Установлены следующие стандартные значения ПН: (15, 25, 40, 60, 80, 100)%.