Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать неотразимый комплимент Как противостоять манипуляциям мужчин? Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?

Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника







История развития электропривода





 

Начало развития электропривода было положено созданием в первой половине XIX в. работоспособных образцов электрического двигателя. Первое практическое использование электродвигателя постоянного тока, оснащенного другими характерными элементами электропривода: меха­нической передачей, органами управления и т. п. – и обеспечивавшего движение катера вверх по р. Неве, относят к 1834 1838 гг. и связывают с именем акад. Б.С. Якоби. Эта работа получила мировую известность, однако несовершенство технических средств и, главным образом, источ­ника питания – гальванической батареи – не позволило блестящему изо­бретению Б.С. Якоби и работам его последователей найти широкое практическое применение. Лишь в 70-е годы XIX в. были разработаны практически применимые двигатели постоянного тока, демонстрировав­шиеся на выставках в Вене, Париже, Мюнхене.

Условия для развития массового электропривода создались в конце XIX в. благодаря открытию в 1886 г. Г. Феррарисом и Н. Тесла явления вращающегося магнитного поля, положившего начало созданию много­фазных электродвигателей переменного тока, и, главным образом, благо­даря комплексу выдающихся работ М.О. Доливо-Добровольского, кото­рый в 1888 г. предложил и реализовал трехфазную систему передачи электрической энергии переменного тока, и разработал в 1889 г. трехфазный асинхронный двигатель с распределенной обмоткой статора и с короткозамкнутым ротором в виде беличьего колеса.

Конец XIX – начало XX вв. характеризуются строительством электри­ческих станций и развитием электрических сетей. Централизованная вы­работка электроэнергии с ее последующим распределением послужила основой для создания промышленного, индивидуального и группового электропривода.

Одновременно электрический привод вытеснял все виды механиче­ского привода. Так, мощность электродвигателей по отношению к общей мощности установленных двигателей в 1890 г. составляла 5 %, в 1927 г. – 75 %, к 1950 г. – около 100 %.

В период интенсивного перехода к индивидуальному электроприво­ду, во всех новых производствах появилось большое количество различных типов электро­приводов. Если в нерегулируемом электроприводе малой и средней мощ­ности прочно заняли свое место и не уступили его до настоящего времени асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, а в мощных элек­троприводах – синхронные двигатели, то регулируемые электроприводы были весьма разнообразны: широко использовались двигатели постоянного тока с различными схемами возбуждения (независимой, параллельной, последовательной, смешанной) при реостатном регулировании или при ослаблении магнитного поля, асинхронные двигатели с фазным ротором, коллекторные двигатели переменного тока, двигатели Бушеро и т. п.

Наибольшее применение в регулируемых электроприводах средней и большой мощности в этот период и в дальнейшем нашла предложенная еще в конце XIX в. система Вард-Леонарда (генератор-двигатель), со­стоящая из нескольких электрических машин, но обладающая отличны­ми регулировочными возможностями как в статике, так и в динамике.

Идеи автоматического управления, зародившиеся задолго до создания работоспособного электропривода (идеи Уатта–Ползунова и др.), в 30-е годы начали интенсивно развиваться применительно к электроприводу. К началу 40-х годов электромеханическая часть индивидуального, в т. ч. многодвигательного электропривода, приобрела современ­ные черты. Его характерной особенностью оставалось релейно-контакторное управление, хотя уже стали появляться системы непрерывного управления, основанные на применении замкнутых структур с использо­ванием усилителей разных типов: машинных, электронно-ионных, не­сколько позже магнитных.

В 1941 г. начала интенсивно развиваться военная электротехника, в частности специальные следящие электроприводы для управления ору­дийным огнем, радиолокации и т. п. Большую роль в создании новых, оригинальных специальных электроприводов сыграл завод № 627, пре­образованный затем во ВНИИЭМ.

В 1935 г. в ВЭИ разработана первая версия электропривода с преобра­зователем на тиратронах – прообраз широко распространенных сейчас регулируемых электроприводов по системе статический преобразова­тель-двигатель. С 1949 г. электроприводы с ртутными выпрямителями широко внедрялись в качестве главных приводов прокатных станов.

К 1948–1950 гг. относится появление отечественных вентильных каска­дов на прокатных станах с введением в цепь ротора главного асинхрон­ного двигателя управляемого ртутного выпрямителя.

В 4050-е годы формируются научно-исследовательские и проектно-конструкторские организации, внесшие весомый вклад в развитие отечест­венного электропривода. Это ВЭИ (регулируемые электроприводы широ­кого применения), ГПИ «Тяжпромэлектропроект» (электрооборудование металлургических производств), Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения – ЦНИИТмаш (электропривод станов холодной прокатки), трест «Электропривод», позднее ВНИИэлектропривод (электропривод текстильных агрегатов, бумагодела­тельных и полиграфических машин, скоростных лифтов, экскаваторов), ЭНИМС (электроприводы металлорежущих станков), ВНИИЭМ (прецизи­онные электроприводы) и другие организации. Практическая реализация электроприводов осуществлялась заводами «Электросила», ХЭМЗ, «Дина­мо», им. Я.М. Свердлова, им. С. Орджоникидзе и мн. др.

В середине 50-х годов сформировалась теория и практика «дополупроводникового» электропривода. Были созданы и получили широкое призна­ние учебники по электроприводу С.А. Ринкевича «Теория электропривода» (1938 г.), А.Т. Голована «Электропривод» (1948 г.), Д.П. Морозова «Основы электропривода» (1950 г.), В.К. Попова «Основы электропривода» (1951 г.) и многие другие. Особенно следует отметить учебник М.Г. Чиликина «Об­щий курс электропривода», вышедший в 1953 г., выдержавший шесть из­даний и внесший благодаря высокому уровню и доступности изложения весомый вклад в подготовку специалистов в СССР.

В США созданы основы современной теории электромеханического преобразования энергии на основе обобщенной машины, впоследствии широко использовавшиеся в практике разработки управляемого элек­тропривода.

В послевоенные годы в ведущих лабораториях мира произошел про­рыв в области силовой электроники, кардинально изменивший многие сферы техники и, в частности, электропривод. В 1948 г. Дж. Бардин и В. Браттейн (Белловская лаборатория, США) создали первые транзисто­ры. В технику электропривода начали входить электронный управляе­мый ключ и, построенные на его основе, устройства.

Радикальное воздействие на технику электропривода оказал тиристор – мощный полууправляемый ключ, созданный в 1955 г. усилиями Дж. Молла, М. Танненбаума, Дж. Голдея и Н. Голоньяка (США). Появле­ние тиристоров на тысячи вольт и большие токи при малых падениях на­пряжения в проводящем состоянии позволило полностью отказаться от громоздких, ненадежных и неэкономичных ртутных выпрямителей и ти­ратронов и перейти на управляемые тиристорные выпрямители в цепях электроприводов постоянного тока. Работы Ф. Блашке (ФРГ), опубликованные в начале 70-х годов, поло­жили начало созданию систем асинхронного электропривода с ориента­цией по магнитному полю с так называемым векторным управлением (система трансвектор).

В СССР получили развитие начатые еще в начале 40-х годов (А.А. Бул­гаков, М.П. Костенко) перспективные работы в области частотно-регули­руемого электропривода. В трудах А.С. Сандлера и его учеников в 70-х годах нашли отражение вопросы построения преобразователей частоты с явно выраженным звеном постоянного тока на доступной в то время элементной базе – тиристорах, были сформулированы и детально иссле­дованы принципы автоматического управления электропривода с преоб­разователями частоты.

В 6070-е годы в МЭИ под руководством М.Г. Чиликина проведены интенсивные исследования и разработки дискретного электропривода с шаговыми двигателями (Б.А. Ивоботенко), широко внедренные в метал­лургической, станкостроительной и других отраслях промышленности, получившие признание технической общественности и заложившие осно­вы дальнейшего развития новых типов регулируемого электропривода. В этот же период развивается электропривод с вентильными двигателями, в которых коллектор заменяется группой полупроводниковых ключей, коммутирующих обмотки и управляемых в функции положения ротора.

Наиболее плодотворной оказалась идея, предложенная еще в середи­не 50-х годов Кесслером (Германия) и состоящая в подчиненном регули­ровании координат электропривода с последовательной коррекцией. Во ВНИИЭлектроприводе в 60–70-е годы были созданы нашедшие широ­кое применение в промышленности комплексы средств управления элек­тропривода — аналоговая ветвь УБСР-АИ и цифровая ветвь УБСР-ДИ.

Создание в США на границе 60-70-х годов четырехразрядного одно­кристального микропроцессора INTEL 4004 и программируемого логи­ческого контроллера (ПЛК) PDP 14 ознаменовало новую эру в сфере управления электропривода. Уже в 70-е годы в мировой практике эти тех­нические средства начали интенсивно вытеснять использовавшиеся ра­нее контактные и бесконтактные реле; к 80-м годам схему управления на восьми и более реле стало экономически целесообразно заменять ПЛК.

По мере развития микропроцессорных средств управления и ПЛК из­менялась информационная часть электропривода: резко, почти скачкооб­разно, наращивались функциональные возможности в управлении коор­динатами, во взаимодействии нескольких систем между собой и с внеш­ней средой, в детальной диагностике состояния и защите всех элементов привода от любых нежелательных воздействий.

Концептуальные изменения в развитие электропривода внесла новая элементная база силового канала в массовых устройствах – полностью управляемые ключи на токи до 600 А, напряжение до 1200 В с частотами 30 кГц и выше, появившиеся на рынке в последние 10–15 лет, и средства управления ими. Эти приборы, объединенные в модули с встроенными быстрыми обратными диодами и управляемые указанными выше совре­менными средствами, послужили основой для построения преобразова­телей частоты со структурой неуправляемый выпрямитель – L-С-фильтр – автономный инвертор с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), ставших основным техническим решением в регулируемом электроприводе переменного тока мощностью до 600 кВт. В последние годы на рынке появились IGBT-модули на токи до 3600 А и напряжения до 6500 В.

Интенсивно осваиваются новые виды регулируемого электроприво­да – вентильно-индукторный, с другими нетрадиционными электриче­скими машинами. В микроприводе миниатюрных роботов применяются тонкопленочные диэлектрические двигатели.

В последние годы в мире отчетливо сформировалось и интенсивно реализуется тенденция перехода от нерегулируемого электропривода к регулируемому в массовых применениях: насосы, вентиляторы, кон­вейеры и т. п., благодаря чему резко повышается технологический уро­вень оборудования, экономятся значительные энергетические ресурсы.








Date: 2015-08-06; view: 1247; Нарушение авторских прав

mydocx.ru - 2015-2017 year. (0.005 sec.) - Пожаловаться на публикацию