Определение понятия ЭП. Функциональная схема ЭП. Назначение и реализация компонентов ЭП.

 

Электрическим приводом называют элект­ромеханическую систему, состоящую из элект­родвигательного, преобразовательного, переда­точного и управляющего устройств, пред­назначенную для приведения в движение ис­полнительных органов рабочей машины и управления этим движением.

 

Обобщенная структура ЭП показана на рис. 1, назначение компонентов и их реали­зация приведены в табл. 1. В отдельных случаях в этой системе могут отсутствовать преобразовательное и передаточное устрой­ства.

ЗС- задающие сигналы,

СОС – сигналы обратных связей

Назначение и реализация компонентов электропривода

-ИЭЭ Источник электрической энергии(Назначение. Распространенные

Реализации. Прочие реализации)

Источник электрической энергии. Однофазная или трехфазная сеть переменного тока промышленной частоты. Аккумуляторная батарея, цеховая сеть постоянного тока, дизель-генераторная установка, солнечная батарея.

- ПУ Преоб­разова­тельное устройство Преобразование: рода тока (переменный в по­стоянный и обратно); характера (источника напряжения в источник тока и обратно); частоты; числа фаз; уров­ня напряжения (тока). Электромашинный агрегат (двигатель-генератор); УВ на п/п прибо­рах (тиристорах, транзисто­рах); преобразователь ча­стоты на п/п приборах; тиристорный (транзисторный) коммутатор. Индуктивно-емкостный преобразователь; магнит­ный усилитель

- ЭДУ Электро­двигатель­ное уст­ройство. Преобразование электри­ческой энергии в меха­ническую или механической энергии в электрическую. Трехфазный АЭД с к.з. и фазным ро­тором; ДПТ (коллекторный) с независимым, последова­тельным, смешанным воз­буждением, с возбуждением от постоянных магнитов. Синхронный и шаговый электродвигатели с элект­ромагнитным возбуждени­ем, с возбуждением от постоянных магнитов, реактивные; линейные элект­родвигатели.

- ПУ Передаточное уст­ройство. Передача механической энергии от ЭД к исполнительному ор­гану, преобразование вида движения, согласование скоростей, моментов, уси­лий. Редуктор; ременная пере­дача; электромагнитная муфта. Пара винт-гайка; кривошипно-шатунный ме­ханизм.

- РО Испол­нительный (рабочий) орган. Осуществление произ­водственных и технологи­ческих операций (обработ­ка изделий, подъем и пе­ремещение грузов и т. д.). Шпиндель токарного стан­ка; рабочие валки прокатного стана; крюк, механизмов подъема кранов; рабочее колесо ротор­ных экскаваторов; центрифу­га; лента, цепь конвейера. Фреза фрезерного стан­ка, винт нажимного уст­ройства прокатного стана; тележка, мост механизмов передвижения кранов; крыльчатка насосов и вен­тиляторов и др.

- УУ Управ­ляющее устройство. Управление преобразова­тельным, электродвигательным и передаточными устройствами. Релейно-контакторные схе­мы управления; регуляторы; усилители; управляющие вычислительные машины, микропроцессоры, програм­мируемые контроллеры. Командоаппараты; ло­гические схемы управле­ния.

Уравнение движения ЭП.

Причинами возникновения переходных режимов в электроприводах является либо изменение нагрузки, связанное с производственным процессом, либо воздействие на электропривод при управлении им, т.е. пуск, торможение, изменение направления вращения и т.п. Переходные режимы в электроприводах могут возникнуть также в результате аварий или нарушения нормальных условий электроснабжения (например, изменения напряжения или частоты сети, несимметрия напряжения и т.п.

Уравнение движение электропривода должно учитывать все силы и моменты,

действующие в переходных режимах.

При поступательном движении движущая сила F всегда уравновешивается силой сопротивления машины и инерционной силой возникающей при изменениях скорости. Если масса тела выражена в килограммах, а скорость - в метрах в секунду, то сила инерции, как и другие силы, действующие в рабочей машине, измеряются в ньютонах

В соответствии с изложенным уравнение равновесия сил при поступательном движении записывается так:

(2.22)

Аналогично уравнение равновесия моментов, для вращательного движения имеет следующий вид:

(2.23)

Уравнение (2.23) показывает, что развиваемый двигателем момент М уравновешивается моментом сопротивления на его валу и инерционным или динамическим моментом В (2.22) и (2.23) принято, что масса тела и соответственно момент инерции привода J является постоянными, что справедливо для значительного числа производственных механизмов.

Из анализа (2.23) видно:

1) при т.е. имеет место ускорение привода;

2) при т.е. имеет место замедление привода;

3) при в данном случае привод работает в установившемся режиме.

Вращающий момент, развиваемый двигателем при работе, принимается положительным, если он направлен в сторону движения привода. Если он направлен в сторону обратную движению, то он считается отрицательным. Знак минус перед указывает на тормозящее действие момента сопротивления, что отвечает усилию резания, потерям трения, подъему груза, сжатию пружины и т.п. при положительном знаке скорости.

При спуске груза, раскручивании или разжатии пружины и т.п. перед ставится знак плюс, поскольку в этих случаях момент сопротивления помогает вращению привода.

При учете сказанного о знаках моментов формула (2.23) соответствует работе двигателя в двигательном режиме при реактивном моменте сопротивления. В общем виде уравнение движения привода может быть записано следующим образом:

(2.23а)

Выбор знаков перед значениями моментов в (2.23а) зависит от режима работы двигателя и характера моментов сопротивления.