Электрический привод

Сферы применения и преимущества электрического привода

В современной промышленности около 60 % потребляемой электрической энергии приходится на электроприводы, это говорит о том, что на промышленных объектах электрические приводы являются основными источниками механической энергии, которая используется для функционирования миллионов единиц промышленного оборудования. Электрические приводы являются важным элементом производственных автоматизированных систем управления. Они широко применяются для приведения в движение:

1. Подъемно-транспортного оборудования в разнообразных сферах промышленности.
2. Промышленных станков (металлообрабатывающих, деревообрабатывающих, прокатных и т.п.).
3. Насосов.
4. Компрессоров.
5. Промышленных мельниц и дробилок.
6. Конвейеров.
7. Смесителей.

Пример функциональной схемы электрического привода изображен на рисунке ниже.

Рисунок 1. Функциональная схема электрического привода. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Здесь: ЭП - электрический преобразователь; ИЭЭ - источник электрической энергии; ЭМП - электромеханический преобразователь; СУ - система управления; УУ - управляющее устройство; МП - механический преобразователь; РМ - рабочая машина; РД - ротор двигателя; МЧ - механическая часть; ЭЭ - электрическая энергия; МЭ - механическая энергия.

У электрического привода есть два канала: информационный и силовой. По силовому каналу транспортируется преобразуемая энергия (широкие стрелки), а по информационному каналу осуществляется управление потоком энергии, а также сбор и обработка данных о состоянии и функционировании всей системы и диагностика неисправностей.

Электрические приводы различаются по характеру движения (дискретный, линейный и т.п.), роду тока (переменный или постоянный ток), значимости (главный или вспомогательный), количеству рабочих органов (взаимосвязанный, групповой, индивидуальный и т.п.), виду передаточного оборудования (редукторный, электрогидравлический, магнитогидродинамический) и другие.

К основным преимуществам электрических приводов относятся:

1. Экологическая чистота.
2. Относительно простая конструкция.
3. Высокий коэффициент полезного действия.
4. Надежность.
5. Возможность производства двигателей в широком диапазоне мощности.
6. Высокая доступность электрической энергии.
7. Возможность дистанционного управления.
8. Быстродействие.
9. Постоянная готовность к запуску.
10. Необязательное привлечение высококвалифицированных специалистов для проведения ремонтных работ.

Подбор электрического привода

Качество работы современных электрических приводов в первую очередь определяется правильным выбором электрического двигателя, который должен обеспечивать продолжительную и надежную работу самого привода, а также высокую эффективность технологических и производственных процессов. При выборе электродвигателя необходимо руководствоваться рядом рекомендаций. Выбор двигателя должен осуществляться на основе требований технического задания по его характеристикам (род тока, номинальные мощность и напряжение, частота вращения, продолжительность включения и т.п.). Не последнюю роль в выборе двигателя принадлежит таким показателям, как экономичность, безопасность и надежность. Правильный и качественный выбор электрического двигателя обусловливает не только экономичность, безопасность и надежность работы, но и продолжительность его срока службы.

В некоторых механизмах, которые функционируют в повторно-кратковременном режиме (например, лифты и краны), большую часть цикла двигатель работает на естественных характеристиках. В данном случае потери электрической энергии относительно небольшие, потому что продолжительность работы на регулировочных характеристиках невысока. Это позволяет применять недорогие и простые способы регулирования скорости посредством изменения сопротивления в цепи ротора.

Основными видами электрических двигателей, используемых в приводах производственного оборудования являются асинхронные двигатели с фазным или короткозамкнутым ротором, а также двигатели постоянного тока. Проще всего необходимые искусственные характеристики получаются у двигателей постоянного тока, поэтому они достаточно широко использовались в регулируемых электрических приводах до недавнего времени. Асинхронные двигатели уступают двигателям постоянного тока по простоте регулирования, но более просты в изготовлении, а также имеют меньшие массу, стоимость и геометрические размеры. Данные свойства являются определяющими при выборе двигателя для промышленного нерегулируемого электропривода. Сейчас двигатели постоянного тока уверенно вытесняются асинхронными, оборудованными преобразователями частоты, и синхронными с постоянными магнитами на роторе.