1.ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО ТИПОВИЙ АВТОМАТИЗОВАНИЙ ЕЛЕКТРОПРИВОД

Призначення та класифікація електроприводів

Електропривод являє собою електромеханічну систему, що складається з електрорушійного, перетворювального та керуючого пристроїв, призначену для

приведення в рух виконавчих органів робочої машини та керування цим процесом. Важливою позитивною рисою електропривода є простота його автоматизації. Більшість сучасних промислових установок обладнуються автоматизованим електроприводом, який не тільки приводить в рух виконавчі органи робочої машини, але й здійснює автоматизоване керування процесом у відповідності із заданою програмою, або в залежності від умов роботи що змінюються.

У теперішній час широке застосування отримали наступні види електроприводів:

1.Асинхронний електропривод в якому електрорушійним пристроєм є асинхронний двигун з короткозамкненим або фазним ротором.

2.Синхронний електропривод, електрорушійним пристроєм якого служить синхронний двигун.

3.Система “генератор-двигун” (система Г-Д), перетворювальним, пристроєм якої служить електромашинний перетворювальний агрегат.

4.Тиристорний (транзисторний) електропривод, перетворювальним пристроєм якого є тиристорний (транзисторний) перетворювач електроенергії.

5.Каскадний електропривод, в якому потужність ковзання за допомогою перетворювачів повертається до мережі змінного струму, або на вал двигуна.

Вибір того чи іншого різновиду електроприводу визначається в основному технологічними умовами і буде детально розглянуто далі.

В залежності, від типа електродвигуна розрізняють електропривод постійного та змінного струму.

ЕП

F(t) ≈ const

ЕЕ

МЕ

ЕТП

О

ЕТП

ЕТП

Рис.1.а

Розрізняють також регульований електропривод, параметри руху якого можуть змінюватись згідно зовнішніх команд, та нерегульований. Функціональні схеми

нерегульованого та регульованого електроприводів для приведення в дію деякого технологічного об’єкта наведено на рис.1, а, б відповідно

ЕП

F(t) = var

ЕЕ

МЕ

ЕТП

ЕТП

ЕТП

О

Y1

Y2

X1

КП

X2

б

де ЕЕ, МЕ – потоки відповідно електричної та механічної енергії; ЕТП, ЕМП – відповідно електротехнічний та електромеханічний перетворювачі; ПП – передавальний пристрій; О – об’єкт; F(t) – зовнішнє збурення (зусилля,

навантаження); КП – керуючий пристій; Х1, Х2 – вхідна інформація; Y1,Y2 – команди керування.

Сучасний регульований електропривод, як правило, автоматизований, коли зміна режимів його роботи відбувається без участі людини.

Найбільш простим та поширеним видом регульованого електропривода є, електропривод постійного струму, в якому регулювання здійснюється зміною

середнього значення напруги, що прикладена до якоря електродвигуна постійного струму та (або) до його обмотки збудження.

В останній час в якості джерела регульованої напруги постійного струму використовують, як правило, тиристорні перетворювачі (ТП). Такий електропривод

називається тиристорним.

Комплектні тиристорні електропривода призначені для провідних галузей промисловості: металургійної, гірничої, машинобудувальної, паперопереробної, але вони можуть використовуватись і в інших галузях. Там, де необхідне регулювання швидкості або положення виконавчого органу, натягу оброблюємо матеріалу і т.п.,

доцільно використовувати комплектний тиристорний електропривод. Використання комплектних тиристорних електроприводів дозволяє знизити

трудоємність розробок і виготовлення електропривода, підвищити їх готовність, зменшити витрати на електромонтажні роботи, скоротити час на проектування електропривода та його наладку.

Комплектні тиристорні електропривода мають виконання: а) за струмом і напругою тиристорного перетворювача;

б) за кількістю двигунів – однодвигунні, дводвигунні, багатодвигунні; в) за наявністю або відсутністю реверса – нереверсивні, реверсивні із зміною

напряму струму збудження, реверсивні зі зміною полярності напруги на якорі, і т.п.; г) за діапазоном зміни швидкості двигуна – однозонні, двохзонні; д) за основним параметром що регулюється – швидкість, ЕРС, напруга,

положення, натяг, потужність; ж) за додатковим складом апаратури силового ланцюга – з лінійним

контактором і без нього, з динамічним гальмуванням і без нього; з) за живленням – 380В, 6 або 10 кВ;

к) за способом зв’язку з мережею – трансформаторний або реакторний зв’язок.

Комплектні тиристорні електропривода мають також виконання за видом охолодження силових тиристорів – природне, повітряне, водяне.

Вказані ознаки знаходять своє відбиття в типоутворенні електропривода, який присвоєно заводом-виробником.

Регульовані електропривода широко використовуються в зв’язку з їх очевидними перевагами перед нерегульованими. Вони забезпечують більш високу продуктивність праці, вибір оптимальних технологічних режимів, збереження електроенергії, можливість реалізації автоматичних циклів і роботи в системах з ЧПК.

Із усього розмаїття систем регульованих електроприводів отримали розповсюдження системи: генератор-двигун (Г-Д), електромашинний підсилювач- двигун (ЕМП-Д), магнітний підсилювач-двигун (МП-Д), привод з електромагнітною муфтою ковзання (ПМК), транзисторний (тиристорний) електропривод (ТП-Д).

Наявність трьох електричних машин у складі приводів за системою Г-Д та ЕМП-Д ускладнює експлуатацію, створює шум і вимагає великої виробничої площі. У привода системи Г-Д сумарна потужність приблизно в 4 рази перевищує корисну потужність, у ПМК - майже в 2 рази. Недоліком привода системи ПМК є підвищений

нагрів муфти, що обмежує його використання у верстатах, так як нагрів муфти погіршує точність обробки заготовок.

Тиристорні привода в порівнянні з іншими системами приводів мають менші габаритні розміри, масу та більш високий ККД. Починають широко впроваджуватись

транзисторні електропроводи, що забезпечують високу швидкістю. Класифікацію електроприводів наведено на Рис.2.

Електропривод

Нерегулюємий

З повільним

Зі ступеневим

регулюванням

регулюванням

Дискретний привод

Двигун Вентильний змінного двигун струму

S= var

U = var

f = var

U=var

З муфтою

Магнітний

ковзання

підсилювач

						З гідро-			Без гідро-
Двигун
					підсилювачем				підсилювача
постійного
струму
		Багато-		Двигун з
		швидкісний		електромагнітними
		двигун		муфтами

Дискретне			Не перервне
регулювання			регулювання

Ф = var

U = const

Ф = const

U = var

•1- нерегульований електропривод;

•2- з повільним регулюванням частоти обертання;

•3- зі ступеневою зміною частоти обертання;

•4- дискретний електропривод;

•5- привод з двигуном змінного струму;

•6- з вентильним двигуном;

•7- з двигуном постійного струму;

•8- з багатошвидкістним двигуном змінного струму;

•9- з двигуном змінного струму, з редуктором та електромагнітними

•муфтами;

•10 - дискретний привод з гідропідсилювачем;

•11- дискретний привод без гідропідсилювача;

•12- привод з двигуном змінного струму:

•а- з муфтою ковзання;

•13- з регулятором напруги:

•б- з тиристорами в статорній обмотці;

•в- з магнітним підсилювачем в статорній обмотці;

•14- частотний привод:

•г- тиристорний;

•д- діодно - тиристорний;

•ж- діодно - транзисторний;

•15- з двигуном постійного струму з дискретним регулюванням:

•з- транзисторний;

•к- тиристорний;

•16- із двигуном постійного струму з неперервним регулюванням;

•17- із регулюванням при постійній потужності;

•18- із регулюванням при постійному моменті;

•19- із комбінованим керуванням.