ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИВОД

Современный автоматизированный электропривод и тенденции его развития

Современный автоматизированный электропривод практически полностью отвечает требованиям промышленности, сельского хозяйст­ва и науки по требуемой мощности, диапазону регулирования скорости и плавности ее регулирования.

Пределы мощности используемых машин в электроприводах весь­ма широки - от десятков тысяч киловатт до долей ватт. Так, например, в прокатных станах Западно-Сибирского металлургического комбината используются электрические машины постоянного тока, а также син­хронные двигатели мощностью 30 МВт. Для привода доменных возду­ходувок применяются двигатели переменного тока мощностью 50 МВт. В то же время емкостные микродвигатели вращения с диаметром

ротора до 100 мкм выполняются мощностью до 10_6 Вт и частотой вращения до 50000 об/мин.

В 70-е годы XX века разработаны и выпускаются до настоящего времени в промышленных масштабах станочные электрические приво­ды постоянного тока с транзисторными и тиристорными преобразовате­

лями с диапазоном регулирования скорости до 1: (10000-^30000) и бо­лее.

В настоящее время основная цель серийно выпускаемых и вновь разрабатываемых электроприводов направлена в первую очередь на увеличение их надежности, уменьшение массогабаритных показателей, стоимости и эксплуатационных расходов. Основные разработки совре­менных электроприводов проводятся на базе электрических машин пе­ременного тока.

Новые системы электроприводов переменного тока получили рас­пространение в связи с дальнейшим развитием микропроцессорной тех­ники и силовой полупроводниковой техники на полностью управляе­мых тиристорах (GTO, GCT, IGCT) и новых поколений транзисторов, прежде всего биполярных транзисторов с изолированным затвором (IGBT) и МДП-транзисторов с индуцированным каналом (MOSFET).

На современной элементной базе получили возможность реализа­ции следующие системы электроприводов:

• для асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором - системы фазового управления (регулирование угловой скорости изме­нением напряжения), частотное регулирование (непосредственный пре­образователь частоты, автономный инвертор напряжения, автономный инвертор тока), частотно-токовое управление;

• для асинхронного двигателя с фазным ротором - фазовое управление, частотное управление в режиме машины двойного питания, каскадные схемы, системы с импульсным управлением в цепи выпрям­ленного тока ротора;

• для синхронных двигателей - частотное управление, частотно­токовое управление, вентильный электропривод.

Для регулируемого электропривода переменного тока появилась необходимость разработки специальных конструкций электрических машин, предназначенных для регулирования угловой скорости, отли­чающихся от серийно выпускаемых асинхронных и синхронных двига­телей рассчитанных для работы с постоянной скоростью. Это связано с перегревом машин переменного тока, работающих на пониженных ско­ростях. Комплектные электропривода должны гарантированно обеспе­чивать работу в заданном диапазоне скоростей без перегрева двигателя и преобразователя.