7.2. Структура электропотребления.

Структура такова:

- электроприводы (в промышленных установках, насосах, вентиляторах, на электротранспорте и т.д.) - до 60% ;

- металлургия и другие производства с использованием электротехнологий (печи, электролиз и т.д.) - до 25% ;

- бытовые нужды (освещение, обогрев, бытовая техника) - до 15% .

7.3. Электроприводы: классификация и характеристики.

Электропривод - электромеханическая система для преобразования электрической энергии в механическую и управления этим преобразованием (рис.7.1) (обозначения: ЭП - электрический преобразователь, МП - механический преобразователь (редуктор и др.), РО - рабочий орган).

Рис. 7.1. Общая организация электропривода

Кроме электроприводов (80% рынка) существуют гидравлические и пневматические приводы. Гидроприводы обеспечивают большие усилия на коротком ходу (экскаваторы, бульдозеры, роботы, привод элеронов тяжелых самолетов и др.). Пневмоприводы просты по конструкции и электробезопасны (не искрят). Используются в системах управления станками, промышленными установками химических производств и т.д. Существенный недостаток гидро- и пневмоприводов - необходимость гидростанции или компрессора (для сравнения : электроприводы получают энергию из электрической сети, которая как правило имеется на конкретном промышленном объекте).

Классификация электроприводов.

По возможности управления скоростью различают: нерегулируемые и регулируемые приводы. Для последних в установившемся режиме справедливо

=k U_y,

где  - угловая скорость вращения, U_y - напряжение на входе системы управления.

По роду тока различают электроприводы с двигателем переменного и постоянного тока.

Характеристики электроприводов:

1) Мощность. Варьируется в очень широких пределах в зависимости от типа промышленной установки. Например, мощность привода главного движения металлорежущих станков обычно составляет десятки киловатт, а приводов подач - единицы киловатт. Мощность приводов в системах автоматики бывает десятки или единицы ватт, а в исключительных случаях - единицы микроватт. Электроприводы компрессоров в газопроводах развивают мощность в десятки мегаватт.

2) Диапазон регулирования (рис.7.2) определяется отношением

D=_max/_min

при условии соблюдения требований по моменту (М).

Рис. 7.2. Механические характеристики электропривода

Например, в металлорежущих станках в приводах главного движения диапазон регулирования достигает 1000, в приводах подач - 10000.

3) Жесткость электропривода определяется выражением:

= 100%

(в обозначениях рис.4.2). Желательно иметь жесткость высокой.

4) Статизм электропривода определяется выражением:

100%

при изменении момента на M. Желательно иметь статизм близким к нулю.

Перечисленные характеристики электропривода являются статическими, т.е. справедливыми в установившемся режиме. Они определяются на этапе проектирования расчетным путем и экспериментально на этапе испытаний привода.

5) Динамические характеристики электропривода определяются экспериментально или расчетным путем в предположении, что напряжение управления изменяется скачкообразно (рис.7.3).

Рис. 7.3. Динамические характеристики электропривода

Конкретные характеристики:

- время первого согласования t₁;

- время переходного процесса (когда  входит в зону + 5 % или + 2 % от установившегося значения) t_пп;

- перерегулирование, определяемое в процентах от установившегося значения (обычно считается оптимальным = 20 ... 25 %);

- колебательность как число полуволн за время переходного процесса (обычное значение - 3).