Состав курса и его место в системе обучения

ВВЕДЕНИЕ. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Цели и задачи курса

В XX веке основным источником механической энергии становится более совершенный (по сравнению с паровым) электрический двигатель. Благодаря более высокому КПД, меньшим массогабаритным показателям, большим возможностям в области реализации управления электродвигатель в качестве приводного устройства получил широчайшее распространение. В настоящее время более 85% всех приводов с мире – электрические.

Целью учебного курса является знакомство студентов с возможностями и функциями электропривода, его электромеханическими свойствами, принципами регулирования и вопросами выбора мощности электродвигателей.

Целью дисциплины «Электропривод» является изучение общих физических закономерностей электропривода, особенностей взаимодействия элементов электро-механической системы, характера статических и динамических процессов в разомкнутых и замкнутых системах. В результате изучения курса обучающийся должен научится объяснять характер процессов и зависимостей, уметь анализировать влияние изменений параметров, настроек системы и внешних воздействий на работу привода и механизма, строить механические и электромеханические характеристики различных двигателей и электропривода в целом.

 

МЕХАНИКА ЭЛЕКТРОПРИВОДА

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЭЛЕКТРОПРИВОДА

ПОСТОЯННОГО ТОКА

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Тормозные режимы асинхронного двигателя.

РЕГУЛИРОВАНИЕ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА

ОСНОВЫ ВЫБОРА МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Основным требованием при выборе электродвигателя является его соответствие условиям технологического процесса рабочей машины. Задача выбора двигателя заключается в расчёте требуемой мощности, предварительном выборе двигателя с последующей проверкой его по условиям пуска, перегрузки и нагреву.

Классы применяемой изоляции

Применяемые при изготовлении машин материалы имеют определённую нагревостойкость, поэтому для любых режимов работы ЭМП должно соблюдаться условие, чтобы температура его частей не превосходила некоторого предельно допустимого значения. Предел нагрева электрической машины определяется допустимой температурой изоляционных материалов, которая в свою очередь устанавливается исходя из необходимого срока службы изоляции. В электромашиностроении применяется несколько классов изоляции, каждый из которых имеет определённую допустимую температуру нагрева (табл. 6.1).

 

Таблица 6.1

Классы нагревостойкости изоляции

Класс изоляции	Основные компоненты	Допустимая температура нагрева, ^оС
Y	Волокнистые материалы из целлюлозы, хлопка, натурального шёлка
А	х/б ткани, пряжа, бумага, целлюлоза, шелк
Е	Синтетические органические материалы (плёнки, смолы и др.)
В	Слюда, асбест, стекловолокно, связующие органические
F	То же; связующие синтетические
H	То же; связующие кремнийорганические, кремнийорганические эластомеры
С	Слюда, керамика, кварц; связующие неорганические	>180

 

Температура изоляции обмоток определяется не только уровнем внутренних тепловыделений, но и температурой окружающей среды. Принято указывать уровень допустимых тепловых потерь в электрической машине в расчёте на температуру среды, равную 40 ^оС, поэтому иногда оперируют понятием превышения температуры обмотки над температурой окружающей среды .

Максимальная температура обмоток электродвигателя, при которой можно эксплуатировать электродвигатель, зависит от класса изоляции электродвигателя. Класс изоляции электродвигателя указан на его бирке.

Классы изоляции определяются по стандартам, установленным Национальной Ассоциацией Производителей Электрооборудования (NEMA) для соответствия температуры двигателя требованиям, имеющим место в различных условиях окружающей среды. Сумма окружающей температуры 40°С и допустимой температуры нагрева дает максимальную температуру обмотки двигателя. Также допускается запас для точки в центре обмотки, где температура выше. Согласно тех же стандартов нормируются рекомендованные температуры обмоток (в абсолютной величине), при которых срок службы изоляции составит 20 000 часов. Превышение температуры изоляции на 10 градусов выше допустимой сокращает срок службы изоляции в два раза.

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Чиликин М. Г., Сандлер А. С. Общий курс электропривода: Учебник для ВУЗов. М.: Энергоиздат, 1981. – 576 с.
2. Ключев В.И. Теория электропривода: Учебник для ВУЗов.-М.: Энергоатомиздат, 1998.-704 стр.
3. Белов М.П., Новиков В.А., Рассудов Л.Н. Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов: Учебник для ВУЗов. – М.: «Академия», 2004. – 576с.
4. Кацман М.М. Электрический привод: учебник для техникумов. – М.: «Академия», 2008. – 384 с.
5. Ильинский Н.Ф. Основы электропривода: учеб. пособие для ВУЗов. – 2-е изд., - М.: МЭИ, 2003. – 224 с.

ВВЕДЕНИЕ. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Цели и задачи курса

В XX веке основным источником механической энергии становится более совершенный (по сравнению с паровым) электрический двигатель. Благодаря более высокому КПД, меньшим массогабаритным показателям, большим возможностям в области реализации управления электродвигатель в качестве приводного устройства получил широчайшее распространение. В настоящее время более 85% всех приводов с мире – электрические.

Целью учебного курса является знакомство студентов с возможностями и функциями электропривода, его электромеханическими свойствами, принципами регулирования и вопросами выбора мощности электродвигателей.

Целью дисциплины «Электропривод» является изучение общих физических закономерностей электропривода, особенностей взаимодействия элементов электро-механической системы, характера статических и динамических процессов в разомкнутых и замкнутых системах. В результате изучения курса обучающийся должен научится объяснять характер процессов и зависимостей, уметь анализировать влияние изменений параметров, настроек системы и внешних воздействий на работу привода и механизма, строить механические и электромеханические характеристики различных двигателей и электропривода в целом.

 

Состав курса и его место в системе обучения

В курсе рассматриваются следующие основные вопросы.

1) Общие сведения. Даны основные определения автоматизированного электропривода, этапы развития, классификация и области применения.

2) Механика электропривода. Приведение моментов и сил сопротивления, виды моментов сопротивления, механические характеристики производственных механизмов. Уравнение движения электропривода, установившийся и переходные режимы работы привода.

3) Электромеханические свойства электропривода постоянного тока (ЭППТ). Классификация двигателей по способу возбуждения, МХ и ЭМХ ДПТ с НВ, естественные и искусственные характеристики электродвигателя, двигательные и тормозные режимы ДПТ с НВ.

4) Электромеханические свойства электропривода переменного тока. Синхронный и асинхронный электродвигатели. Механические характеристики. естественные и искусственные характеристики электродвигателя, двигательные и тормозные режимы АД.

5) Регулирование угловой скорости электропривода. Понятие «регулирование» и показатели качества регулирования. Регулирование скорости ДПТ и АД.

5) Основы выбора мощности электродвигателей. Нагреве и охлаждении двигателей. Классификация режимов работы двигателя по нагреву. Методы проверки двигателей по нагреву.

7) С истемы управления электроприводами. Рассмотрены релейно-контакторные и полупроводниковые системы управления.

 

 

1.3. Этапы развития, структура, понятие и основные элементы АЭП

С помощью автоматизированного электропривода осуществляются необходимые перемещения в металлорежущих станках, различных перерабатывающих машинах, транспортных средствах, в подъемных установках и т.д. Главным потребителем производимой электроэнергии является электропривод (ЭП).

Различают 3 этапа развития электропривода:

Первый этап: групповой ЭП – 1 двигатель передает механическую энергию нескольким агрегатам. Не очень совершенен – не может регулировать скорость каждого привода отдельно. Регулирование скорости возможно с помощью механической передачи.

Второй этап: индивидуальный ЭП – каждая рабочая машина имеет свой электродвигатель, привод также и управляет системой.

Третий этап: многодвигательный ЭП – когда вместо одного двигателя для движения рабочего органа применяют несколько двигателей.

Электроприводом (часто автоматизированным) называется электромеханическое устройство, предназначенное для приведения в движение рабочих органов машин и управления их технологическими процессами, состоящий из передаточного устройства, электродвигателя, преобразовательного и управляющего устройств.

Особенность АЭП состоит в том, что переработка информации, необходимая для управления потоками энергии, осуществляется автоматически. Благодаря применению АЭП человек освобождается не только от тяжелого физического труда, но с него снимаются также функции соответствующей переработки информации.

Выделяют три основных элемента:

1) механическая часть привода, включающая передаточный механизм и исполнительный механизм (он же РО). Предназначена для передачи механической энергии к исполнительному органу рабочей машины и для изменения вида и скорости движения и усилия (момента вращения).

2) электродвигательное устройство (ЭМП), предназначенное для преобразования электрической энергии в механическую или механическую в электрическую.

3) система управления (управляющее устройство), состоящая из силовой преобразовательной части, управляющего устройства, задающего устройства и датчиков обратных связей. Интеллектуальная часть электропривода.

 

Рис. 1.1. Структурная схема автоматизированного электропривода