Основные виды электрических машин. Электроприводы. Использование их в системах сервиса

Взаимосвязанный электропривод содержит два или несколько электрически или механически связанных между собой электродвигательных устройства (или электроприводов), при работе которых поддерживается заданное соотношение или равенство скоростей или нагрузок или положение исполнительных органов рабочих машин. Необходимость в таком приводе часто возникает по конструктивным пли технологическим соображениям.

Примером взаимосвязанного электропривода может служить привод цепного конвейера. На рисунке 3.5 показана схема такого привода, рабочим органом которого является цепь, приводимая в движение двумя или несколькими двигателями (М1, М2), расположенными вдоль цепи. Эти двигатели имеют вынужденно одинаковую скорость.

Взаимосвязанный электропривод широко применяется в различных современных  машинах и агрегатах, например в  копировальных металлорежущих станках  и станках с программным управлением, в бумагоделательных машинах, ротационных машинах полиграфического производства, и текстильных агрегатах, в прокатных станах металлургического производства, в поточных технологических линиях но производству шинного корда, синтетических пленок и т. д.

Рисунок 3.5 – Схема взаимосвязанного привода конвейера

По виду движения электроприводы могут обеспечить: вращательное однонаправленное движение, вращательное реверсивное и поступательное реверсивное движения.

Вращательное однонаправленное, а  также реверсивное движение осуществляется электродвигателями обычного исполнения. Поступательное движение может быть получено путем использования электродвигателя вращательного движения обычного исполнения совместно с преобразовательным механизмом (кулисным, винтовым, реечным и т. п.) либо применения электродвигателя специального исполнения для поступательного движения (так называемые линейные электродвигатели, магнитогидродинамические двигатели).

По степени управляемости электропривод может быть:

1) нерегулируемый — для приведения  в действие исполнительного органа рабочей машины с одной рабочей скоростью, параметры привода изменяются только в результате возмущающих воздействий;

2) регулируемый — для сообщения  изменяемой пли неизменяемой  скорости исполнительному органу  машины, параметры привода могут  изменяться под воздействием управляющего устройства;

3) программно-управляемый — управляемый  в соответствии с заданной  программой;

4) следящий — автоматически  отрабатывающий перемещение исполнительного  органа рабочей машины с определенной  точностью в соответствии с  произвольно меняющимся задающим сигналом;

5) адаптивный — автоматически  избирающий структуру или параметры  системы управления при изменении  условий работы машины с целью  выработки оптимального режима.

Можно классифицировать электроприводы и по роду передаточного устройства. В этом смысле электропривод бывает:

1) редукторный, в котором электродвигатель  передает вращательное движение  передаточному устройству, содержащему  редуктор;

2) безредукторный, в котором осуществляется  передача движения от электродвигателя  либо непосредственно рабочему органу, либо через передаточное устройство, не содержащее редуктор.

По уровню автоматизации можно различать:

1) неавтоматизированный электропривод,  в котором управление ручное; в настоящее время такой привод  встречается редко, преимущественно в установках малой мощности бытовой и медицинской техники и т. п.;

2) автоматизированный электропривод,  управляемый автоматическим регулированием  параметров;

3) автоматический электропривод,  в котором управляющее воздействие  вырабатывается автоматическим устройством без участия оператора.

Два последних типа электропривода находят применение в подавляющем  большинстве случаев.

Наконец, по роду тока применяются электроприводы постоянного и переменного тока.

РЕЖИМЫ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА

Все режимы в электроприводе делятся на установившиеся (номинальный режим работы) и переходные (пуск, реверс, торможение).

Установившийся режим работы электропривода определяется из условия равенства нулю динамического момента. Этот режим характеризуется работой двигателя с неизменной угловой скоростью, постоянными во времени и равными по величине моментом двигателя и моментом сопротивления. Так как момент, развиваемый двигателем в установившемся режиме, есть функция скорости, то равенство М=Мс возможно только при условии, что момент сопротивления — постоянная величина или функция скорости. Если М_С есть функция, например, пути (угла поворота), то даже при постоянной угловой скорости момент сопротивления изменяется во времени и установившийся режим невозможен.

Установившийся режим описывается статическими характеристиками.

Переходным режимом электропривода называют режим работы при переходе от одного установившегося состояния к другому, когда изменяются скорость, момент и ток.

Причинами возникновения переходных режимов в электроприводах является либо изменение нагрузки, связанное с производственным процессом, либо воздействие на электропривод при управлении им, т. е. пуск, торможение, изменение направления вращения и т. п. Переходные режимы в электроприводах могут возникнуть также в результате аварий или нарушения нормальных условий электроснабжения (например, изменения напряжения или частоты сети, несимметрия напряжения и т. п.).

Характер переходного режима электропривода зависит от свойств рабочей машины, типа примененного двигателя и механической передачи, принципа действия и свойств аппаратуры управления, а также от режима работы двигателя (пуск, торможение, прием и сброс нагрузки и т. д.).

Переходные режимы описываются  динамическими характеристиками.

 

 

4. Применение и эксплуатация электрических машин в системах

Правильность выбора и применения электрических машин является важным условием, обеспечивающим требуемые технические и эксплуатационные характеристики систем и прежде всего такие, как точность, чувствительность, быстродействие, надежность и др.

Применение электрических машин  в системах сервиса охватывает все отрасли промышленности, сельского хозяйства, быта и специальной техники. Важнейшими из этих сфер применения являются:

1) установки автоматического управления и регулирования в промышленности, энергетике и специальной технике;

2) устройства проводной связи и радиосвязи, радиолокационные станции, телевизионные системы;

3) счетно-решающие приборы и  устройства;

4) гироскопические приборы;

5) навигационные приборы и системы управления на самолетах, морских и речных судах, беспилотных летательных аппаратах;

6) механизмы дистанционного управления;

7) самопишущие приборы, электрические  часы, звуковое кино;

8) маломощный электропривод в различных отраслях промышленности (часовой, текстильной, швейной и т. д.);

9) кассовые аппараты и другое  оборудование в торговле;

10) вентиляторы, электроинструмент и другие мелкие электромеханизмы в строительстве, сельском хозяйстве и т. п.;

11) источники электроснабжения  и привод в автомобилях, вертолетах;

12) промышленные роботы;

13) бытовая техника: холодильники, стиральные машины, полотеры, пылесосы, швейные машины, миксеры, магнитофоны, электробритвы и т. д.

Электрические машины в системах сервиса используются в основном как исполнительные двигатели и тахогенераторы. За последние годы в связи с улучшением характеристик полупроводниковых приборов расширяется область применения бесконтактных двигателей постоянного тока.

Стоит отметить, что в настоящее время электроника развивается очень стремительно, она определяет прогресс во многих отраслях науки и техники. Особая роль отводится применению и эксплуатации электрических машин в системах.

Электрические машины в основном объёме любого производства занимают первое место. Они являются самыми массовыми приёмниками электрической энергии и одним из основных источников механической и электрической энергий. Поэтому очень важная роль отведена электрическим машинам в экономике и производстве.

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Брускин Д.Э. и др. Электрические машины и микромашины. – М.: Высшая школа, 1990.
2. Вольдек А.И. Электрические машины. – Л.: Энергия, 1974.
3. Гольдберг О.Д. Испытания электрических машин. – М.: Высшая школа, 2001.
4. Ермолин Н.П. Электрические машины. – М.: Высшая школа, 1967.
5. Копылов И.П. Электрические машины. – М.: Высшая школа, Логос, 2000.
6. Костенко М.П., Пиотровский Л.М. Электрические машины. Ч. 1, 2. М.: Госэнергоиздат, 1973.
7. Юферов Ф.М. Электрические машины автоматических устройств. – М.: Высшая школа, 1988.
8. Таев И.С. Электрические аппараты управления. – М.: Высшая школа, 1984.
9. Чиликин М. Г., Общий курс электропривода: учебник для вузов / М. Г. Чиликин, А.С. Сандлер.– 6-е изд. доп. и перераб. – М.: Энергоиздат, 1981.
10. Основы автоматизированного электропривода: учеб. пособие для вузов / М. Г. Чиликин, М. М. Соколов, В. М. Терехов, А. В. Шинянский. – М.: Энергия, 1974.
11. Чиликин М. Г. Теория автоматизированного электропривода: учеб. пособие для вузов / М. Г. Чиликин, В. И. Ключев, А. С. Сандлер. – М.: Энергия, 1979.
12. Вешеневский С. Н. Характеристики двигателей в электроприводе. / С. Н. Вешеневский. – 6-е изд., исправленное. – М.: Энергия, 1977.
13. Зимин Е.Н. Автоматическое управление электроприводами: учеб. пособие для студентов вузов. / Е. Н. Зимин, В.И. Яковлев. – М.: Высш. школа, 1979.
14. Андреев В. П. Основы электропривода: учеб. пособие для студентов вузов. / В. П. Андреев. 2-е изд., перераб. – М.: Энергия, 1963.
15. Ключев В. И. Электропривод и автоматизация общепромышленных механизмов: учебник для вузов. / В. И. Ключев, В. М. Терехов. – М.: Энергия, 1980.