Примеры построения структур электропривода
Введение
Для осуществления различных технологических процессов человеком созданы тысячи самых разнообразных машин и механизмов.
Рабочая машина или механизм состоит из множества взаимосвязанных деталей и узлов. Один из узлов (например, сверло у станка, кабина у лифта и т.д.) непосредственно выполняет заданный технологический процесс или операциюи поэтому называется исполнительным органом (ИО).
Для совершения исполнительным органом технологической операции к нему должна быть подведена определенная механическая энергия от устройства, которое, в соответствии со своим назначением, получило название привода. Привод вырабатывает механическую энергию, преобразуя её из других видов энергии.
Наибольшее применение имеет электрический привод.
Во многом это обусловлено тем, что КПД других типов приводов по сравнению с электроприводом существенно меньше. В самых мощных электрических машинах КПД равен 98—99,5%, а в машинах мощностью 10 Вт КПД составляет 20–40% (что для такой малой мощности довольно высокое значение) [32].
Определение электропривода
Определение электропривода состоит из описания его обобщенной функциональной схемы (рис. 8.1) и его общего назначения.
Рис. 8.1. Обобщенная функциональная схема электропривода
ИЭЭ – источник электрической энергии; ПЭЭ – преобразователь электрической энергии;
ЭД – электродвигатель; МП – механический преобразователь; УУ – управляющее устройство; ЭП – электрический привод; Н – нагрузка
Определение по ГОСТ Р 50369-92 (с небольшой лексической редакцией).
Электропривод – это электромеханическая система, состоящая в общем случае изпреобразователей электрической энергии ПЭЭ, электромеханического преобразователя (электродвигателя ЭД), механических преобразователей МП иуправляющих и информационных устройств УУ,предназначенная для приведения в движение исполнительных органов рабочей машины и управления этим движением в целях осуществления технологического процесса.
Краткое определение:
Электропривод – это электромеханическая система, предназначенная для приведения в движение рабочих органов механизма и управления этим движением.
Таким образом, электропривод выполняет две задачи:
- осуществляет преобразование электрической энергии в механическую энергию;
- управляет этим преобразованиемв целях реализации заданного технологического процесса.
Электропривод состоит из двух каналов: силового и информационного. По силовому каналу транспортируется преобразуемая электроэнергия, а по информационному – осуществляется управление потоком энергии, а также сбор и обработка сведений о состоянии и функционировании системы, диагностика её неисправностей.
Силовой канал, в свою очередь, делится на электрическую и механическую часть.
Под управлением понимают организацию процесса преобразования энергии, который обеспечивает в статике и динамике нужную характеристику [56].
В общем случае сигналы с датчиков могут поступать в УУ со всех звеньев электропривода, а вырабатываемый сигнал управления, в зависимости от выбранного способа управления, может оказывать воздействие на любой из элементов ЭП.
Как правило, управление ЭП направлено на регулирование таких выходных показателей ЭП, как скорость двигателя и момент на валу.
Если управляющее устройство автоматическое, то электропривод называется автоматизированным [56].
В отдельных случаях в электроприводе могут отсутствовать преобразовательное и передаточное устройства.
Электроприводы являются основными потребителями электроэнергии. В промышленно-развитых странах электроприводы потребляют более 60% всей вырабатываемой электроэнергии [12].
Самыми распространенными агрегатами, которые приводятся во вращение электроприводами, являются насосы, вентиляторы и компрессоры (их доля составляет около 80%) [12].
Компрессор (от лат. compressio — сжатие) – устройство для сжатия и подачи газов под давлением (воздуха, паров хладагента и т.д.). Приводным двигателем в компрессоре может являться электродвигатель, ДВС, паровая или газовая турбина. Если компрессор приводится во вращение от турбины, то он называется турбокомпрессор [16].
По данным ЕС электроприводы массового назначения распределяются по мощности следующим образом: 0,75кВт -7,5 кВт – 39%; 7,5 кВт– 75 кВт - 38%; более 75 кВт – 23% [12].
В данном разделе будут рассмотрены типовые структуры электропривода. Отдельные функциональные элементы электропривода рассматриваются: в Разделе 14 (преобразовательные электронные устройства); Разделе 13 (электродвигатели); Разделе 15 (механические преобразователи/передачи).
