Электропривода

Подэлектроприводом понимают электромеханическую сис­тему, состоящую из электродвигательного, преобразовательно­го и управляющего устройств, предназначенных для приведе­ния в движение исполнительных органов рабочей машины и управления этим движением. Иными словами, электропри­вод – это управляемое электромеханическое преобразование энергии.

Основным элементом электропривода является электро­двигатель, который преобразует электрическую энергию в ме­ханическую (в тормозных режимах наоборот – механическую в электрическую). Управление электроприводом с целью обес­печения требуемого характера движения в оптимальных ре­жимах работы машин по производительности, точности, эко­номичности осуществляется с помощью соответствующих пре­образовательных и управляющих устройств, определяющих работу непосредственно электродвигателя.

Структурная схема автоматизированного электропривода приведена на рис. 1.1 [4]. Основные элементы этой схемы:

ИЭЭ – источник электрической энергии (ЭЭ), сеть пере­менного или постоянного тока, автономный источник электро­энергии – дизель-генератор, аккумуляторная батарея и т. д.;

Рис. 1.1. Структурная схема автоматизированного электропривода

ПУ – преобразовательное устройство, предназначено для питания двигателя электроэнергией с различными параметра­ми (напряжение U и частота f при переменном токе, напряже­ние U – при постоянном). На практике используются: выпря­мители, управляемые и неуправляемые; широтно-импульсные преобразователи; тиристорные регуляторы напряжения (ТРН); преобразователи частоты (ПЧ) для питания асинхронных и синхронных двигателей и др.;

ЭД – электрический дви­гатель постоянного или пере­менного (асинхронный, син­хронный) тока; вращающийся, шаговый, линейный, электро­магнитный; преобразует элек­трическую энергию в механи­ческую (МЭ);

УУ – управляющее устройство, управляет работой ПУ по командным сигналам задающего устройства (ЗУ) и обратных связей о состоянии электропривода и технологического про­цесса. В УУ сигналы обратных связей сравниваются с задан­ными и при наличии рассогласования вырабатывается сиг­нал, воздействующий на преобразователь ПУ, электродвига­тель ЭД, устраняя таким образом рассогласование.

Перечисленные элементы относятся к электрической час­ти привода (ЭЧ).

Механическая часть (МЧ) привода включает в себя: сам рабочий механизм (РМ) или исполнительный орган (ИО), который приводится в движение электродвигателем через ме­ханическое передаточное устройство (МПУ). МПУ может изменять вид движения, например вращательное в поступа­тельное или возвратно-поступательное (пара «винт-гайка», кривошипно-шатунный механизм), изменять скорость и мо­мент (редуктор, ременная, цепная и другого вида передача) и т. д. Отметим, что ротор двигателя относится и к механи­ческой части, и учитывается при расчетах моментов и сил инерции.

Электроприводы классифицируются по различным при­знакам: по способу распределения механической энергии; по роду тока, т. е. типу электродвигателя; по уровню автома­тизации; по роду передаточного устройства (МПУ); по степе­ни управляемости; по виду движения.

По способу распределения механической энергии электро­приводы делят на три типа: групповой, индивидуальный и взаимосвязанный.

Групповой привод обеспе­чивает движение нескольких исполнительных органов ма­шин с помощью одной или не­скольких трансмиссий. В на­стоящее время практически не используется.

Индивидуальный привод, самый распространенный, об­ладает целым рядом преиму­ществ по сравнению с группо­вым по управляемости, экономичности, ремонтопригодности, взаимозаменяемости, комплексной автоматизации технологи­ческих процессов.

Взаимосвязанный электропривод содержит два или не­сколько электрически или механически связанных между со­бой электродвигательных устройств (ЭП), при работе которых поддерживается заданное соотношение скоростей, нагрузок, положения исполнительных органов. В качестве примера на рис. 1.2 представлен привод цепного конвейера. Здесь дви­гатели имеют вынужденно одинаковую скорость. Такой при­вод может быть назван и многодвигательным, он позволяет равномернее распределить статические и динамические на­грузки при работе.

По роду тока различают электроприводы постоянного и переменного тока (или с двигателями постоянного или пере­менного тока).

По степени управляемости электропривод может быть: нерегулируемым, когда скорость не регулируется и может из­меняться лишь под действием нагрузки, и регулируемым, когда в процессе работы скорость изменяется по сигналам управляющего устройства или поддерживается постоянной (режим стабилизации скорости).

По роду передаточного устройства (МПУ) привод может быть редукторным и безредукторным.

По уровню автоматизации различают привод неавтома­тизированный, автоматизированный, автоматический. На практике в большинстве случаев применяются автоматизиро­ванный и автоматический электроприводы.