Лекция № 1. Электропривод. Введение. 1. 2. 3. 4. 5. Понятие об электроприводе. Исторический обзор развития электропривода. Типы электропривода и его назначение. Классификация электроприводов. Функции электропривода. Электропривод. Часть 1 1
Понятие об электроприводе. Электропривод является специальной дисциплиной. Он связан со следующими дисциплинами: техническая механика, ТОЭ, электроника, электрические машины, конструкционные материалы и материаловедение. Электропривод имеет широкое применение в промышленности, в быту, в народном хозяйстве. Он является наиболее простым и дешевым по сравнению с пневматическим, гидравлическим и ручным. Электропривод – это управляемая электромеханическая система, позволяющая преобразовывать электрическую энергию в механическую и обратно, а так же позволяющая управлять этим процессом. М Эл. часть ПУ РО Мех. часть Электропривод. Часть 1 2
Понятие об электроприводе. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ – МАШИНА М – двигатель (постоянного и переменного тока) ДПТ – двигатели постоянного тока: - последовательного возбуждения; - параллельного (независимого) возбуждения; - смешанного возбуждения. ДПТ – двигатели переменного тока: - асинхронные с короткозамкнутым ротором; - асинхронные с фазным ротором; - синхронный. МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ – ПЕРЕДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО И РАБОЧИЙ ОРГАН. ПУ – передает и преобразует движение механической части электропривода: - редукторы; - барабан с тросом; - кривошипно –шатунный механизм. РО – потребляет механическую энергию: - насосы; - механизмы; Электропривод. Часть 1 3
Понятие об электроприводе. Электропривод Силовой канал Информационный канал Электрическая часть: -элементы, передающие электрическую энергию от источника питания; -электродвигатель Система управления, содержащая командные органы и устройства защиты Механическая часть: -механическая передача; -исполнительный орган установки Электропривод. Часть 1 4
Понятие об электроприводе. Общая структура электропривода Электропривод. Часть 1 5
Исторический обзор развития электропривода. В 1838 г. на Неве были проведены испытания первого электродвигателя, созданного академиком Б. С. Якоби. Прогрессивную роль в развитие электропривода сыграло изобретение в 1860 г. итальянским ученым А. Пачинотти электродвигателя с кольцевым якорем. Электропривод. Часть 1 6
Исторический обзор развития электропривода. В 80 -х годах прошлого века Г. Феррарисом и Н. Тесла было открыто явление вращающегося магнитного поля. Наиболее экономичной среди многофазных систем оказалась система трехфазного тока, основы которой были разработаны в 1889 -1891 г. русским инженером М. О. Доливо-Добровольским. Электропривод. Часть 1 7
Исторический обзор развития электропривода. Мощность электродвигателей по отношению к общей мощности установленных двигателей составляла: в 1890 г. 5%; в 1927 г. 75 %. В настоящее время электропривод является основным видом привода самых разнообразных машин и механизмов. Более 60% вырабатываемой в стране электроэнергии потребляется электроприводом. Электропривод. Часть 1 8
Исторический обзор развития электропривода. Электропривод. Часть 1 9
Исторический обзор развития электропривода. Основные достоинства электропривода: • малый уровень шума при работе и отсутствие загрязнения окружающей среды; • широкий диапазон мощностей (от сотых долей Вт до десятков тысяч к. Вт); • широкий диапазон угловых скоростей вращения (от долей оборота вала в минуту до нескольких сотен тысяч оборотов в минуту); • доступность регулирования угловой скорости вращения; • высокий КПД; • легкость автоматизации; • простота эксплуатации. Электропривод. Часть 1 10
Типы электропривода и его назначение. С точки зрения способов распределения механической энергии разнообразные ЭП можно разделить на 3 вида: групповой, индивидуальный, взаимосвязанный. o Групповой ЭП применялся на первых этапах развития техники привода и обеспечивал движение исполнительных органов нескольких рабочих машин или нескольких исполнительных органов одной и той же машины. Передача механической энергии и ее распределение в этом случае осуществлялось от одного двигателя с помощью трансмиссий. Очевидные недостатки такого привода – громоздкость механических связей, сложность управления движением каждого исполнительного органа. Вследствие этого групповой ЭП в настоящее время почти не применяется. . o В индивидуальном ЭП управление движением каждого исполнительного органа обеспечивается отдельным двигателем, что упрощает механические передачи, облегчает управление движением, позволяет достичь более высоких энергетических показателей. o Взаимосвязанный ЭП имеет два или несколько электрически или механически связанных между собой двигателей. Примером взаимосвязанного ЭП может служить привод цепного конвейера большой протяженности. Исполнительным органом такого конвейера служит цепь, приводимая в движение несколькими двигателями, установленными по длине конвейера. Взаимосвязанный ЭП широко применяется в транспортных установках, бумагоделательных машинах, текстильных агрегатах, прокатных станах металлургического производства и т. д. Одной из разновидностей взаимосвязанного ЭП является многодвигательный привод – это электропривод, в котором несколько двигателей работают на общий вал. Электропривод. Часть 1 11
Классификация электроприводов Электроприводы классифицируются по основным характерным признакам -по роду тока электродвигательного устройства наличию механического энергии исполнительному -по способу передачи механическойпередаточного устройства органу -по виду движения постоянного вращательного групповой редукторный тока или электропривод поступательного однонаправленного индивидуальный или электропривод реверсивного непрерывного взаимосвязанный переменного безредукторный или электропривод тока дискретного -по принципам управления скоростью и положением исполнительного органа нерегулируемый позиционный следящий Электропривод. Часть 1 програмноуправляемый адаптивный 12
Функции электропривода. Энергетический канал 12 13 Электропривод. Часть 1 14 13
Функции электропривода. Функция электрического преобразователя ЭП (если он используется) состоит в преобразовании электрической энергии, поставляемой источником (сетью) и характеризуемой напряжением Uс и током Iс сети, в электрическую же энергию, требуемую двигателем и характеризуемую величинами U, I. Электропривод. Часть 1 14
Функции электропривода. Электромеханический преобразователь ЭМП (двигатель), всегда присутствующий в электроприводе, преобразует электрическую энергию (U, I) в механическую (М, ω) и обратно. Электропривод. Часть 1 15
Функции электропривода. Механический преобразователь (передача) МП осуществляет согласование момента М и скорости ω двигателя с моментом Мм (усилием Fм) и скоростью м рабочего органа технологической машины. Величины, характеризующие преобразуемую энергию, напряжения, токи, моменты (силы), скорости называют координатами электропривода. Электропривод. Часть 1 16
Функции электропривода. Основная функция электропривода состоит в управлении координатами, т. е. в их принудительном направленном изменении в соответствии с требованиями обслуживаемого технологического процесса. Электропривод. Часть 1 17
Функции электропривода. Управление координатами должно осуществляться в пределах, разрешенных конструкцией элементов электропривода, чем обеспечивается надежность работы системы. Эти допустимые пределы обычно связаны с номинальными значениями координат, назначенными производителями оборудования и обеспечивающими его оптимальное использование. Электропривод. Часть 1 18
Функции электропривода. Свойства и характеристики различных электроприводов, способы управления их координатами в установившихся (статических) и переходных (динамических) режимах, оценка энергетических свойств, расчет силовой части электропривода - будут основным предметом курса. Электропривод. Часть 1 19
Список литературы 1. Чиликин М. Г. Общий курс электропривода. Учебник для вузов. Изд. 5 -е доп. и перераб. – М. : «Энергия» , 1971. – 432 с. 2. Шичков Л. П. Коломиец А. П. Электрооборудование и средства автоматизации сельскохозяйственной техники. - М. : Колос, 1995. -368 с. 3. Асинхронные двигатели серии 4 А: Справочник/ А. Э. Кравчик, М. М. Шлаф и др. -М. : Энергоиздат, 1982. 504 с. Электропривод. Часть 1 20
Список литературы 4. Ключев В. И. Теория электропривода - М. : Энергия. – 1985. 5. В. В. Москаленко Справочник электромонтера. М. : Проф. Обр. Издат, 2002. - 288 с. : ил. 6. В. В. Москаленко Электрический привод. - М. : Издательский центр «Академия» . -2007. -368 с. 7. Ильинский Н. Ф. Москаленко В. В. Электропривод: энерго- и ресурсосбережение. . - М. : Издательский центр «Академия» . -2008. -208 с. Электропривод. Часть 1 21
Список литературы 8. Гончаров А. А. Практикум по электроприводу. Учебное пособие. Ч 1 / А. А. Гончаров, Н. Е. Пономарева, О. П. Болтрик. – Зерноград: ФГОУ ВПО АЧГАА, 2003. - 143 с. 9. «Новости электротехники» , информационносправочное издание. Электропривод. Часть 1 22