Меню

Электропривод переменного тока что это

27.2.2. Электроприводы переменного тока

Электроприводы переменного тока изготавливают на основе: трехфазного [4-31] (типа ЭПБ-1, ЭПБ-2) или двухфазного (типа ЭТС-1) синхронных электродвигателей; трехфазного (типа «размер 2М-5», ЭПАТ [4-32]) или двухфазного (типа ЭТА1-01) асинхронных электродвигателей. Ниже приведено описание электроприводов ЭПБ-2 и ЭТА1-01.

Электропривод ЭПБ-2 выполнен на базе трехфазного синхронного двигателя с возбуждением от постоянных магнитов и транзисторного инвертора напряжения, управляемого в функции положения ротора по схеме вентильного двигателя. Преобразователи имеют два исполнения: кассетное (от 1 до 5 координат в одном конструктиве) с допустимым моментом от 0,05 до 0,7Нм и блочное для двигателей с моментами от 2,3 до 70Нм.

В состав электропривода блочного исполнения (рис.27.7) входят: общий блок питания БП типа БС9803, состоящий из неуправляемого выпрямителя НВ, узла сброса энергии, в который входят транзистор VТ7 с резистором R2, двухобмоточных реакторов (L1, L2) и емкостного фильтра С; блок регулирования, включающий в себя инвертор напряжения (ИН) и систему управления; синхронный электродвигатель М. ИН собран на шести транзисторах VT1. VT6 и шести обратных диодах VD1. VD6. ИН выполняет две функции: коммутирует ток в фазных обмотках двигателя М (то, что делает коллектор в двигателе постоянного тока) и регулирует величину тока за счет периодического замыкания и размыкания транзисторных ключей. При этом возможны три режима работы инвертора: режим Р2, когда открыты два ключа (один в эмиттерной, другой в коллекторной группе, например VT1 – VT6); режим Р1, когда открыт один ключ, например VT1 (при этом ток протекает через этот транзистор и обратный диод VD3; режим РО, когда все ключи закрыты и ток протекает через два обратных диода VD3, VD4.

Рис.27.7. Функциональная схема электропривода ЭПБ2 (блочное исполнение)

В звене постоянного тока рабочие обмотки реакторов L1 и L2 предназначены для замедления темпа нарастания тока при коротких замыканиях, а измерительные обмотки – для передачи информации (через RC-фильтры) о токе блоку защиты (БЗ). Конденсатор С выполняет роль фильтра, а также накопителя, принимающего энергию от синхронной машины во время рекуперативного торможения. Для ограничения напряжения на конденсаторе в этом режиме предусмотрен узел сброса энергии, состоящий из резистора R2 и транзистора VT7. Для ограничения зарядного тока конденсатора в первый момент при подключении электропривода к сети применены резисторы R1, которые после включения электропривода закорачиваются контакторами КМ2.

Система регулирования электропривода представляет собой двухконтурную структуру: внешний контур скорости с ПИ-регулятором (РС), внутренний – контур тока с релейно-временным регулятором тока (РТ).

В регуляторе РС происходит коррекция параметров при достижении скорости ωмакс/3. При ω ωмакс/3 происходит размыкание контактора К1, в результате чего коэффициент усиления уменьшается, а постоянная времени РС увеличивается. Такая коррекция параметров РС необходима для уменьшения полосы пропускания электропривода из-за большой амплитуды пульсаций напряжения тахогенератора при большой скорости. Переключение реле К1 происходит по команде, поступающей от блока переключателей (БПК). Блок БПК также осуществляет изменение знака сигнала Ui в зависимости от знака заданного момента (направление вращения) и обеспечивает выдержку при изменении знака этих сигналов, что исключает одновременное открывание противофазных ключей в ИН. Блок согласования сигналов (БСС) осуществляет изменение масштаба сигнала с тахогенератора, выделяет модуль этого сигнала (UВR) и формирует сигнал ошибки по скорости .

Регулятор РТ обеспечивает поддержание тока двигателя на уровне, определяемом напряжением на выходе регулятора РС. Для обеспечения условия i=cоnst чередуют режимы работы Р2 и Р1 (при двигательном режиме и тормозном при малой скорости) и Р1 и Р0 при тормозном режиме на больших скоростях. Необходимый режим работы определяет дешифратор (ДРР).

Датчик тока (ДТ) состоит из двух пар трансформаторов тока, включенных в две фазы выходной цепи инвертора. ДТ совместно с электронной схемой формирует однополярное напряжение, пропорциональное току эквивалентной цепи постоянного тока. В ДТ предусмотрена возможность изменения масштаба измеряемого тока.

Распределитель импульсов (РИ) формирует на своих шести выходах сигналы зон работы ключа коллекторной (КГ) и эмитерной (ЭГ) групп в зависимости от сигнала датчика положения ДПР и сигналов Uп, Uл. Сигналы от РИ и ДРР поступают на входы схем совпадения двух групп. С выхода схем совпадения сигналы поступают в блок управления ключами БУК, который обеспечивает гальваническую развязку силовых цепей с цепями управления и усиление сигналов управления.

Подробнее схема и работа электропривода описаны в [4-31].

Электропривод тиристорный асинхронный серии ЭТА1-01 выполнен на базе тиристорного преобразователя частоты с непосредственной связью и двухфазного асинхронного двигателя типа АДЧ или АИФ. Обеспечивается однозонное регулирование частоты вращения в диапазоне 1000:1.

Электропривод [4-32] (рис.27.8) на базе трехфазно-двух-фазного преобразователя частоты (ПЧ), реализующего частотно-токовый способ управления и принцип ориентации системы координат двигателя путем задания угла поворота ее осей относительно ротора двигателя.

Силовая схема ПЧ состоит из двух реверсивных тиристорных преобразователей постоянного тока типа ТП1 и ТП2 с раздельным управлением комплектами вентилей.

Статорные обмотки двигателя М питаются от автономных преобразователей гальванически развязанных друг от друга. В систему управления и регулирования входят: задатчик интенсивности ЗИ, предназначенный для формирования темпа разгона и торможения двигателя; регулятор скорости РС, выполненный в виде ПИ-регулятора; инвертор (ИНВ); координатный преобразователь КП, предназначенный для задания синусоидальных токов в обмотках двигателя; узел «напряжение-частота» УНЧ, предназначенный для преобразования аналогового реверсивного выходного сигнала регулятора скорости ωsUрс в положительные прямоугольные импульсы с частотой следования, пропорциональной частоте скольжения ротора двигателя; узел формирования узких импульсов УФИ, выполняющий преобразование выходных импульсов УНЧ и импульсов датчика положения ДПР (fос) в сдвинутые по времени друг от друга синхронизированные импульсы ωри и ωsи; узел направления вращения УНВ и узел логики УЛ, формирующие в зависимости от знаков аналоговых сигналов ωs и ωр команд «вперед» или «назад», определяющих режим работы электропривода (двигательный или тормозной) и формирующих команды на пропускание на входы счетчика ГСК суммы и разности импульсных сигналов ωsи и ωри; генератор синусоидальных колебаний ГСК, преобразующий импульсные сигналы ω в синусоидальные кодовые сигналы sinω1t и cosω1t с помощью которых модулируются опорные сигналы и в КП; два регулятора тока РТ1–РТ2 пропорциональные; переключатели характеристик ПХ3–ПХ4, преобразующие однополярные сигналы ДТ в двухполярные; нелинейные звенья (НЗ1, НЗ2), поддерживающие постоянство коэффициента усиления тиристорных преобразователей в режимах непрерывного и прерывистого токов; функцио-

Читайте также:  Электричество как может ударить током

нальный преобразователь э.д.с. ФПЕ, компенсирующий нелинейности характеристик ТП. Система НЗ и ФПЕ образуют адаптивное устройство, линеаризующее структуру электропривода и улучшающее его динамические характеристики; формирователи э.д.с. ФЕ1 и ФЕ2, формирующие синхронизированный с активной составляющей тока статора синусоидальный сигнал е1; датчики проводимости вентилей ДПВ1 и ДПВ2, обеспечивающие переключение блока логики БЛ1 и БЛ2 только при отсутствии тока в цепи статора; система импульсно-фазового управления СИФУ, преобразующая управляющее напряжения, вырабатываемое системой автоматического регулирования электроприводом, в последовательность прямоугольных управляющих импульсов соответствующей фазы. СИФУ выполнено по вертикальному принципу.

Работа схемы осуществляется следующим образом: задающее воздействие через ЗИ поступает на вход РС, где сравнивается с сигналом обратной связи по скорости ωр, снимаемым с тахогенератора GN. Регулятор скорости РС формирует аналоговый сигнал задания ωs, пропорционально которому задается приведенный к статору ток ротора . Сигнал, пропорциональный , подается на вход КП. На второй вход КП поступает сигнал задания амплитуды тока намагничивания Iμ. Координатный преобразователь преобразует опорные входные сигналы иIμ в сигналы задания синусоидальных токов i=iα и i=iβ, поступающих на входы РТ1 и РТ2.

УНЧ преобразует аналоговый сигнал задания частоты скольжения ωs РС в прямоугольные импульсы с частотой следования, пропорциональной частоте скольжения ротора двигателя. Узел сложения-вычитания УСВ на основе информации о частоте скольжения ωsи и частоте вращения ωри, а также информации узла логики УЛ формирует сигнал задания скорости ротора ω1и. Если знаки этих сигналов совпадают то УЛ выдает в УСВ команду на сложение импульсных сигналов, т.е. , что соответствует двигательному режиму работы. Если знакиωsи и ωри не совпадают, то в УСВ происходит вычитание импульсных сигналов и двигатель переходит в тормозной режим работы.

Направление вращения вектора поля статора задается в УЛ в зависимости от знаков аналоговых сигналов ωs, ωр. Каналы управления тиристорными преобразователями ТП1 и ТП2 полностью аналогичны друг другу. Рассмотрим один из них. На входе П-регулятора тока РТ1 осуществляется алгебраическое сложение сигнала задания синусоидального тока iа и сигнала отрицательной обратной связи, формируемого задатчиком ДТ1 и ПХ3. Выходное напряжение поступает на вход НЗ1, имеющего характеристику обратную регулировочной характеристике преобразователя в зоне прерывистых токов, что обеспечивает постоянство общего коэффициента передачи в режимах непрерывного и прерывистого токов.

Формирователь э.д.с. ФЕ1 и функциональный преобразователь ФПЕ1 с арксинусной характеристикой компенсируют нелинейность характеристики «вход-выход» тиристорного преобразователя ТП1. Далее сигнал поступает на ПХ1 и на СИФУ, которое подает команду на открывание тиристоров.

Подробно описание электропривода ЭТА1-01 приведено в [4-32]. Недостатком данного электропривода является его однозонное регулирование, что не позволяет осуществлять регулирование с постоянной мощностью.

Источник

Электрические приводы. Виды и устройство. Применение и работа

Электропривод – электромеханическая система, служащая для привода в движение функциональных органов машин и агрегатов для выполнения определенного технологического процесса. Электрические приводы состоят из электродвигателя, устройства преобразования, управления и передачи.

Устройство

С прогрессом промышленного производства электрические приводы заняли в быту и на производстве лидирующую позицию по числу электродвигателей и общей мощности. Рассмотрим структуру, типы, классификацию электроприводов, и предъявляемые к нему требования.

Elektricheskie privody ustroistvo 1

1 — Передний крепеж
2 — Винтовая передача
3 — Концевой датчик
4 — Электродвигатель
5 — Зубчатая передача
6 — Задний крепеж

Функциональные компоненты

Elektricheskie privody ustroistvo 2

  • Р – регулятор служит для управления электроприводом.
  • ЭП – электрический преобразователь служит для преобразования электроэнергии в регулируемую величину напряжения.
  • ЭМП – электромеханический преобразователь электричества в механическую энергию.
  • МП – механический преобразователь способен изменять быстродействие и характер движения двигателя.
  • Упр – управляющее действие.
  • ИО – исполнительный орган.
Функциональные части
  • Электропривод.
  • Механическая часть.
  • Система управления.

Исполнительный механизм является устройством, которое смещает рабочую деталь по поступающему сигналу от управляющего механизма. Рабочими деталями могут быть шиберы, клапаны, задвижки, заслонки. Они изменяют количество поступающего вещества на объект.

Рабочие органы могут двигаться поступательно, вращательно в определенных пределах. С их участием производится воздействие на объект. Чаще всего электропривод с исполнительным механизмом состоят из электропривода, редуктора, датчиков положения и узла обратной связи.

Сегодня электрические приводы модернизируются по их снижению веса, эффективности действия, экономичности, долговечности и надежности.

Свойства привода
  • Статические . Механическая и электромеханическая характеристика.
  • Механические . Это зависимость скорости вращения от момента сопротивления. При анализе динамических режимов механические характеристики полезны и удобны.
  • Электромеханические . Это зависимость скорости вращения от тока.
  • Динамические . Это зависимость координат электропривода в определенный момент времени при переходном режиме.
Классификация

Электрические приводы обычно классифицируются по различным параметрам и свойствам, присущим им. Рассмотрим основные из них.

По виду движения:
  • Вращательные.
  • Поступательные.
  • Реверсивные.
  • Возвратно-поступательные.
По принципу регулирования:
  • Нерегулируемый.
  • Регулируемый.
  • Следящий.
  • Программно управляемый.
  • Адаптивный. Автоматически создает оптимальный режим при изменении условий.
  • Позиционный.
По виду передаточного устройства:
  • Редукторный.
  • Безредукторный.
  • Электрогидравлический.
  • Магнитогидродинамический.
По виду преобразовательного устройства:
  • Вентильный. Преобразователем является транзистор или тиристор.
  • Выпрямитель-двигатель. Преобразователем является выпрямитель напряжения.
  • Частотный преобразователь-двигатель. Преобразователем является регулируемый частотник.
  • Генератор-двигатель.
  • Магнитный усилитель-двигатель.
По методу передачи энергии:
  • Групповой . От одного мотора через трансмиссию приводятся в движение другие исполнительные органы рабочих машин. В таком приводе очень сложное устройство кинематической цепи. Электрические приводы такого вида являются неэкономичными из-за их сложной эксплуатации и автоматизации. Поэтому такой привод сегодня не нашел широкого применения.
  • Индивидуальный . Он характерен наличием у каждого исполнительного органа отдельного электродвигателя. Такой привод является одним из основных на сегодняшний день, так как кинематическая передача имеет простое устройство, улучшены условия техобслуживания и автоматизации. Индивидуальный привод нашел популярность в современных механизмах: сложных станках, роботах-манипуляторах, подъемных машинах.
  • Взаимосвязанный . Такой привод имеет несколько связанных электроприводов. При их функционировании поддерживается соотношение скоростей и нагрузок, а также положение органов машин. Взаимосвязанные электрические приводы необходимы по соображениям технологии и устройству. Для примера можно назвать привод ленточного конвейера, механизма поворота экскаватора, или шестерни винтового пресса большой мощности. Для постоянного соотношения скоростей без механической связи применяется схема электрической связи нескольких двигателей. Такая схема получила название схемы электрического вала. Такой привод используется в сложных станках, устройствах разводных мостов.
Читайте также:  Медицинские аппараты синусоидального тока
По уровню автоматизации:
  • Автоматизированные.
  • Неавтоматизированные.
  • Автоматические.
По роду тока:
  • Постоянного тока.
  • Переменного тока.
По важности операций:
  • Главный привод.
  • Вспомогательный привод.
Подбор электродвигателя

Чтобы приводы производили качественную работу, необходимо правильно выбрать электрический двигатель. Это создаст условия долгой и надежной работы, а также повысит эффективность производства.

При подборе электродвигателя для привода агрегатов целесообразно следовать некоторым советам по:
  • Требованиям технологического процесса выбирают двигатель с соответствующими характеристиками, конструктивного исполнения, а также метода фиксации и монтажа.
  • Соображениям экономии подбирают надежный, экономичный и простой двигатель, который не нуждается в больших расходах на эксплуатацию, имеет малый вес, низкую цену и небольшие размеры.
  • Условиям внешней среды и безопасности подбирают соответствующее исполнение мотора.

Правильный подбор электродвигателя обуславливает технико-экономические свойства всего привода, его надежность и длительный срок работы.

Преимущества
  • Возможность более точного подбора мощности двигателя для электропривода.
  • Электрический мотор менее пожароопасен в отличие от других типов двигателей.
  • Приводы дают возможность быстрого пуска и остановки механизма, его плавного торможения.
  • Нет необходимости в специальных регуляторах питания для электродвигателя. Все процессы происходят в автоматическом режиме.
  • Приводы дают возможность подбора мотора, свойства которого лучше других моделей сочетаются с характеристиками агрегата.
  • С помощью электрического привода можно плавно регулировать обороты механизма в определенных пределах.
  • Электродвигатель может преодолеть большие и долговременные перегрузки.
  • Электропривод дает возможность получения максимальной скорости и производительности рабочего механизма.
  • Электродвигатель дает возможность экономить электричество, а при определенных условиях даже генерировать ее в сеть.
  • Полная и простая автоматизация установок и механизмов возможна только с помощью электроприводов.
  • КПД электромоторов имеет наибольший показатель по сравнения с другими моделями двигателей.
  • Моторы производят с повышенной уравновешенностью. Это дает возможность встраивания их в механизмы машин, делать менее массивным фундамент.

Инновационные электрические приводы все автоматизированы. Системы управления приводом дают возможность рационального построения технологических процессов, увеличить производительность и эффективность труда, оптимизировать качество продукции и уменьшить ее цену.

Технические требования

К любым техническим механизмам и агрегатам предъявляются определенные требования технического плана. Не стали исключением и электроприводы. Рассмотрим основные предъявляемые к ним требования.

Надежность

В соответствии с этим требованием привод должен исполнять определенные функции и заданных условиях в течение некоторого интервала времени, с расчетной вероятностью работы без возникновения неисправностей.

При невыполнении этих требований остальные свойства оказываются бесполезными. Надежность может значительно отличаться в зависимости от характера работы. В некоторых механизмах не требуется долгого времени работы, однако отказ механизма не должен иметь место. Такой пример можно найти в военной промышленности. И другой пример, где наоборот, время службы должно быть большим, а отказ устройства вполне возможен, и не приведет к серьезным последствиям.

Точность

Это требование связано с отличием показателей от заданных. Они не могут превышать допустимые величины. Электроприводы должны обеспечивать перемещение рабочего элемента на определенный угол или за некоторое время, а также поддерживать на определенном уровне скорость, ускорение или момент вращения.

Быстродействие

Это качество привода обеспечивает быструю реакцию на разные воздействия управления. Быстродействие связано с точностью.

Качество

Такая характеристика обеспечивает качество процессов перехода, исполнение определенных закономерностей их выполнения. Качественные требования создаются вследствие особенностей работы машин с электроприводами.

Энергетическая эффективность

Любые производственные процессы преобразования и передачи имеют потери энергии. Наиболее важным это качество стало в применении электроприводов механизмов, приводах значительной мощности, долгим режимом эксплуатации. Эффективность использования энергии определяется КПД.

Совместимость

Электрические приводы должны совмещаться с работой аппаратуры, в которой они применяются, с их системой снабжения электроэнергией, информационными данными, а также с рабочими элементами. Наиболее остро стоит требование совместимости электроприводов для медицинской и бытовой техники, в радиотехнике.

Источник

Устройство, принцип работы и подключения электродвигателей переменного тока

Подписка на рассылку

  • ВКонтакте
  • Facebook
  • ok
  • Twitter
  • YouTube
  • Instagram
  • Яндекс.Дзен
  • TikTok

Электродвигатели переменного тока являются электротехническими устройствами, которые преобразовывают электрическую энергию в механическую. Электромоторы нашли широкое применение во многих отраслях промышленности для привода всевозможных станков и механизмов. Без такого оборудования невозможна работа стиральных машин, холодильников, соковыжималок, кухонных комбайнов, вентиляторов и других бытовых приборов.

По принципу работы электродвигатели переменного тока делятся на синхронные и асинхронные. Асинхронные электромоторы переменного тока наиболее часто применяются в промышленности.

Стоит рассмотреть устройство электродвигателя переменного тока асинхронного.

Данный вид электромоторов состоит из главных частей — статора и ротора. В современных асинхронных электромоторах статор имеет неявно выраженные полюсы.

Для того чтобы максимально снизить потери от вихревых токов, сердечник статора изготавливают из соответствующей толщины листов электротехнической стали, подвергшихся штамповке. В пазы статора впрессовывается обмотка из медного провода. Фазовые обмотки статора устройства могут соединяться «звездой» или «треугольником». При этом все начала и концы впрессованных обмоток электромотора выводятся на корпус — в клеммную коробку. Подобное устройство статора электродвигателя оправданно, так как дает возможность включать его обмотки на различные стандартные напряжения. Сердечник статора запрессовывается в чугунный или алюминиевый корпус.

Ротор асинхронного мотора также состоит из подвергшихся штамповке листов электротехнической стали, и во все его пазы закладывается обмотка.

Учитывая конструкцию ротора, асинхронные электродвигатели подразделяются на устройства с короткозамкнутым ротором и фазным ротором.

Обмотку короткозамкнутого ротора, сделанную из медных стержней, закладывают в пазы ротора. При этом все торцы стержней соединяют при помощи медного кольца. Данный вариант обмотки считается обмоткой типа «беличья клетка». Стоит отметить, что медные стержни в пазах ротора не изолируются. Во многих асинхронных электромоторах «беличью клетку» сменяют литым ротором. Ротор напрессовывается на вал двигателя и является с ним одним целым.

Читайте также:  Расчет токов короткого замыкания однофазного трансформатора

Синхронные электродвигатели устанавливаются в различных электроинструментах, пылесосах, стиральных машинах. На корпусе синхронного электромотора переменного тока имеется сердечник полюса, в котором расположены обмотки. Обмотки возбуждения намотаны и на якорь. Их выводы припаяны ко всем секторам токосъемного коллектора, на которые при использовании графитовых щеток подается напряжение.

Принцип действия электродвигателя переменного тока основан на применении закона электромагнитной индукции. При взаимодействии переменного электрического тока в проводнике и магните может возникнуть непрерывное вращение.

В синхронном электродвигателе якорь вращается синхронно с электромагнитным полем полюса, а у асинхронного электромотора ротор вращается с отставанием от вращающегося магнитного поля статора.

Для работы асинхронного электромотора необходимо, чтобы ротор устройства вращался в более медленном темпе, чем электромагнитное поле статора. При подаче тока на обмотку статора между сердечником статора и ротора возникает электромагнитное поле, которое наводит ЭДС в роторе. Возникает вращающийся момент, и вал электродвигателя начинает вращаться. Из-за трения подшипников или определенной нагрузки на вал, ротор асинхронного двигателя всегда вращается в более медленном темпе.

Принцип работы электродвигателя переменного тока асинхронного заключается в том, что магнитные полюса устройства постоянно вращаются в обмотках электромотора и направление тока в роторе постоянно меняется.

Скорость вращения ротора электромотора асинхронного зависит от общего количества полюсов. Для того чтобы понизить скорость вращения ротора в таком двигателе, требуется увеличить общее количество полюсов в статоре.

В синхронных электродвигателях вращающий момент в устройстве создается при взаимодействии между током в обмотке якоря и магнитным потоком в обмотке возбуждения. При изменении направления переменного тока одновременно меняется направление магнитного потока в корпусе и якоре. При таком варианте вращение якоря всегда будет в одну сторону. Примечательно, что плавная регулировка скорости вращения таких электромоторов регулируется величиной подаваемого напряжения, при помощи реостата или переменного сопротивления.

В зависимости от напряжения сети фазные обмотки статора асинхронного электромотора могут подсоединяться в «звезду» или «треугольник». Схема электродвигателя переменного тока при подключении его в сеть с напряжением 220 Вольт обмотки соединяются в треугольник, а при подключении в сеть 380 Вольт — схема обмоток имеет вид звезды.

Источник



Digitrode

цифровая электроника вычислительная техника встраиваемые системы

  • Вычислительная техника
    • Микроконтроллеры микропроцессоры
    • ПЛИС
    • Мини-ПК
  • Силовая электроника
  • Датчики
  • Интерфейсы
  • Теория
    • Программирование
    • ТАУ и ЦОС
  • Перспективные технологии
    • 3D печать
    • Робототехника
    • Искусственный интеллект
    • Криптовалюты

Чтение RSS

Что такое электропривод? Виды и принцип работы.

Электропривод в нашей жизни

Электроприводы переменного тока представляют собой очень важный элемент процессов автоматизации и промышленной экосистемы, в частности тогда, когда необходимо высокоточное управление скоростью электромотора. Помимо этого, все современные электропоезда или локомотивные системы оснащены электроприводами. Робототехника представляет собой также очень важную сферу применения, в которой регулируемые скорости обеспечивают точный контроль положения.

электропривод

Даже в нашей повседневной жизни можно обнаружить довольно большое количество областей применения, где применяются электроприводы с изменяемой скоростью для реализации различных функций, включая управление электробритвами, управление компьютерными периферийными устройсвами, автоматическое управление стиральной машины и т. д.

Краткая история появления электропривода

Первая разработка электропривода появилась в далеком 1838 году в России, когда физик и изобретатель Борис Семенович Якоби собрал и протестировал первый электродвигатель постоянного тока, а затем оснастил им лодку и успешно испытал его в деле. Промышленная адаптация электропривода произошла спустя много лет примерно в 1870 году. Сегодня почти везде наблюдается применение электроприводов.

Борис Семенович Якоби

Что такое электропривод, и зачем он нужен?

Электропривод в первую очередь необходим для управления скоростью, крутящим моментом и направлением движущихся объектов. Электроприводы в основном применяются для управления скоростью или движением различных объектов, таких как станки, транспорт, роботы, вентиляторы и т. д. Если рассматривать приводы с точки зрения классификации по скорости, то электроприводы могут быть постоянного или переменного типа. Приводы с постоянной скоростью являются простейшими электроприводами, и они неэффективны, когда необходимо изменение скорости; в таких случаях приводы с переменной скоростью используются для управления нагрузками при любом значении из широкого диапазона скоростей.

Приводы с регулируемой скоростью необходимы для точного и непрерывного контроля скорости, положения или крутящего момента различных нагрузок. Помимо этих, безусловно, положительных преимуществ существует еще множество причин использовать устройства с регулируемой скоростью. К таким причинам можно отнести следующее:

  • С целью достижения высокого коэффициента полезного действии (КПД): электроприводы позволяют задействовать широкий диапазон мощности от мВт до МВт для различных значений скорости. Вследствие этого общая стоимость эксплуатации системы может быть уменьшена
  • С целью повышения точности остановки или скорости реверсирования работы двигателя
  • С целью управления пусковым током
  • С целью обеспечения защиты
  • С целью организации расширенного упраления с изменением параметров, таких как температура, давление и т. д.

Прогресс в области мощных электронных устройств, микропроцессоров и цифровой электроники привел к созданию современных электроприводов, которые являются более компактными, эффективными, дешевыми и имеют более высокий КПД, чем громоздкая, негибкая и дорогая традиционная электроприводная система, в которой используется многомашинная структура для организации переменной скорости. Простейшая структурная схема электропривода приведена ниже.

Структурная схема электропривода

На этой блок-схеме электропривода изображены электрический двигатель, силовой электронный преобразователь, контроллер (это может быть ПИД-регулятор), датчики и фактическая нагрузка. Электродвигатель является основным компонентом электропривода, который преобразует электрическую энергию в механическую энергию, которая в свою очередь управляет нагрузкой. Двигателем может быть электромотор постоянного тока или электромотор переменного тока, и во многом это зависит от типа нагрузки. О чем мы поговорим в следующих статьях.

Источник