Інженерний факультет
Класифікація за кількістю робочих органів, що приводяться рухом електроприводом. Електроприводи бувають індивідуальними і груповими. Якщо кожен робочий орган машини приводиться в дію своїм електроприводом, то він називається індивідуальним - такий привід може бути одне або багатодвигунним.
При груповому електроприводі один двигун приводить в рух декілька робочих органів. При цьому ускладнюється кінематична ланцюг робочої машини і не може управління робочими органами, як для раціонального управління робочими органами необхідно застосовувати спеціальні механічні пристрої - управління муфти, коробки передач, фрикційна.
У міру розвитку техніки групової електропривод все більше витісняється індивідуальними.
Класифікація за видом руху електродвигуна. Найбільше прімененіеполучілі електроприводи обертального руху. Зараз значна увага уделяетсялінейним двигунів. У тих механізмах, де робочий орган робить поступальний або зворотно-поступальний рух, застосування лінійних двигунів конструктивно набагато зручніше, ніж використання спеціальних кінематичних пар: гвинт-гайка, кривошипно-шатунний механізм. Через низькі енергетичних і масогабаритних показників лінійні електродвигуни не знаходили застосування. Створення нових конструкцій лінійних двигунів з живленням від напівпровідникових перетворювачів частоти досягли нових можливостей застосування для металорізальних верстатів.
Багатокоординаційно електроприводи на основі спеціальних крокових електродвигунів є вітчизняною розробкою і знаходять застосування в високоточних робототехнічних установках, складальних автоматах. Багатокоординаційно електроприводи дозволяють здійснювати просторові руху робочого органу з декількох координатах.
Класифікація за способом з'єднання двигуна до робочих органів. Електродвигуни з'єднуються з робочим органом машини або безпосередньо, або редуктором або іншу кінематичну передачу.
Безпосереднє з'єднання двигуна з робочим органом характерно для високошвидкісних робочих машин, наприклад, насосів і вентиляторів. У тих машин, де швидкість робочого органу менше номінальної швидкості електродвигуна, застосовують редуктори, які знімають швидкість і збільшують момент на валу робочого органу.
Для високоточних механізмів і машин, що працюють динамічних в динамічних режимах, прагнуть виключати механічні передачі між валом двигуна і робочим органом.
Також електроприводи називають безредукторними. При цьому зростають, габаритні розміри і маса приводного двигуна, оскільки ці параметри при одній і тій же потужності двигуна приблизно обернено пропорційні номінальної швидкості двигуна. Для точних електроприводу конструктивно об'єднують в останні роки робочим органом з приводним електродвигуном (Електрошпинделі для шліфувальних верстатів, мотор-колеса для транспортних засобів). Нові напрямки - мехатронні модулі - електромеханічних модулів, що включають в себе робочий орган, електротехнічний пристрій (двигун) з системою його регулювання мікропроцесорна керуючий пристрій (роботи і верстати з ЧПУ)
Класифікація за регульованості. Під регульованих розуміється можливість зміни або точної підтримки швидкості прискорення або моменту (зусилля) приводного електродвигуна.
Історично склалося, що більшість існуючих електроприводів виконано на базі К3 асинхронних електродвигунів, недопускати в стандартній схемі їх харчування регулювання швидкості або моменту. Модифікацією одношвидкісних асинхронних електродвигунів є двох і трьох швидкісні двигуни. Електроприводи з багатошвидкісними двигунами дають можливість отримувати 2 або 3 однакові робочі швидкості, але не можуть забезпечити плавного регулювання швидкості в заданому діапазоні. До подібних по керованості можна віднести електроприводи з реостатно-контакторних управлінням.
Регульований електропривод виконує наступні функції:
Установка необхідної швидкості в заданому діапазоні.
Стабілізація встановленого значення швидкості з заданою точністю при збурюючих впливах (зміни навантаження на валу).
Регулювання моменту, що розвивається двигуном в руховому і гальмівному режимах і прискорення (уповільнення) приводу.
Формування необхідного характеру зміни швидкості в часі із заданою точністю.
Сучасна тенденція використовувати регульований електропривод.
Класифікація за основним контрольованим параметром
Залежно від технічних вимог електропривод повинен здійснювати регулювання по одній з головних контрольованих величин: моменту, швидкості або положенню робочого органу машини. Це не означає, що при цьому не регулюються інші величини; при регулюванні положення необхідно регулювати швидкість і т.д.
Регулювання моменту як основний регульованої величини характерним для тих виробничих машин, де контролюється напруга оброблюваного матеріалу: намотувальних пристроїв, ліній обробка тканини. найбільш часто основний контрольованої велічінойявляется швидкість.
Для механізмів головного руху верстатів, клітей прокатних станів, конвекторів, живильників, насосів і безліч інших машин відповідно до технологічного процесу потрібне регулювання швидкості. Є механізми, для яких необхідно позиціонування робочого органу або переміщення його по заданій траєкторії. Такі електроприводи управляються за матеріальним становищем. Залежно від діапазону регулювання швидкості розрізняють наступні регульовані електроприводи:
з обмеженим діапазоном регулювання (не більше 2: 1)
загального призначення з діапазоном регулювання (не вище 100: 1)
широко регульовані (діапазон регульованої швидкості 1000: 1)
високоточні електроприводи (діапазон регулювання 10000: 1 і вище)
Класифікація електроприводів з вигляду управління.
Електроприводи з системами управління розрізняються за їх функціональними можливостями і складності.
Найбільш прості системи з ручним керуванням характерних для нерегульованих електроприводів. Такі електроприводи мають систему управління на основі релейно-контакторной апаратури, яка виконує функції пуску, зупинки, захисту і блокування.
В електроприводах з напівавтоматичним керуванням передбачається керування електроприводом оператором за допомогою командоконтроллера, кнопок управління і інших апаратів. Система управління містить елементи автоматичного управління і регулювання, що забезпечують автоматичну зміну параметрів електроприводу (перемикання ступенів опору пускового реостата в функції струму або часу) відповідно до команд оператора (електропривод вантажопідіймальних кранів).
Для регульованого електроприводу використовуються замкнуті САР по току і швидкості. У цьому випадку управління може здійснюватися операторами (машиністами екскаваторів, прокатних станів) Завдання на швидкість може здійснюватися системою технологічної автоматики (паперові машини, дозатори) Однією з різновидів є позиційні електроприводи, які забезпечують точні останов робочого органу механізму в заданому положенні. Системи управління такими приводами містять замкнутий контур положення, що діє постійно або при в ході робочого органу в зону точного зупинки.
Якщо задає вплив на параметри руху робочого органу формується програмними засобами, то такі електроприводи називають електроприводами з числовим програмним управлінням (ЧПУ), приводи з ЧПУ містять замкнуті контури регулювання по швидкості і положення.
Якщо положення робочого органу має змінюватися відповідно до завдання, характер якого заздалегідь невідомий, то функцією електроприводу в цьому випадку є спостереження і відпрацювання цього завдання з необхідною точністю. Такий електропривод називають стежить.
Електропривод є електротехнічної системою, яка є для перетворення електричної енергії в механічну, яка необхідна для здійснення різних технологічних процесів в різних сферах діяльності людини.
Однак функція електроприводу не обмежуються тільки перетворенням енергії. Другу функцію електроприводу можна визначити як управління рухом виконавчих органів робочої машини, причому воно може здійснюватися в ручну з елементами автоматики або автоматично.
Поєднання двох функцій електроприводу - перетворення електроенергії в механічну і управління змінними величинами, котрі характеризують механічну енергію (потужність, зусилля, крутний момент, швидкість, прискорення, шлях і кут переміщення) з метою раціонального виконання технологічного процесу виконується робочою машиною - визначає призначення і роль електроприводу в машинному виробництві.
Електросхема електроприводу вентилятора
Призначення електроприводу приводити в рух робочі машини і управляти цим рухом.
Л 2. Електромеханічні властивості електродвигунів
2.1 Механічні і електромеханічні характеристики електродвигунів.
Момент двигуна залежить від швидкості. Взаємозв'язок моменту, що розвивається двигуном, і швидкості = () визначає механічні характеристики електродвигуна. Механічні характеристики зображуються в поле координат «М-».
Зазвичай користуються поданням механічних характеристик в квадратах IіII.
Основним параметром, що визначає вид механічної характеристики є жорсткість її, що визначається за формулою:
= ≈
де - приріст моменту,
Якщо механічна характеристика прямолінійна (1), то її жорсткість - величина постійна, рівна тангенсу кута нахилу характеристики до осі ординат:
1-механічна характеристика прямолінійна
2 криволинейная механічна характеристика
Якщо характеристика криволинейная (2), то жорсткість визначається тангенсом кута нахилу дотичної до технічною характеристикою в даній точці (наприклад, А).
Жорсткість характеризує здатність двигуна сприймати додаток навантаження (моменту) на його валу.
Оскільки зазвичай зі збільшенням моменту навантаження швидкість зменшується, то жорсткість є величиною від'ємною.
Якщо при положенні навантаження скоростьуменьшается незначно, то механічна характеристика вважається жорсткої.
Якщо при тому ж значенні прикладеного навантаження швидкість змінюється значно, то таку характеристику називають м'якою.
Природні механічні характеристики двигунів
Штучні (або регулювальні) механічні характеристики виходять, коли в цілях регулювання змінюються параметри напруги живлення або в ланцюзі обмоток вводяться додаткові елементи (активне або індуктивні опору, напівпровідникові прилади.
Користуючись виразом для моменту асинхронного двигуна
Де U1 напруга статора
S- відносне ковзання
S = где0 - швидкість поля статора
- швидкість поля ротора
r2 = r2 * kT 2 - приведений опір ланцюга ротора до обмотки статора з урахуванням коефіцієнта трансформації
де E2H номінальна фазна ЕРС ротора
Xk - індуктивний опір короткого замикання
X2H індуктивний опір обмотки ротора при S = 1, а X2H = X2 * K 2 T індуктивний опір обмотки ротора приводиться до обмотці статора