ЕЛЕКТРОТЕХНІКА У БУДІВНИЦТВІ

ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО ЕЛЕКТРОПРИВОД

Ключові поняття: електропривод (ЕП), зворотний зв'язок, автоматизований ЕП, ЕП нерегульований (стежачий регульований, програмно-керований, адаптивний), ЕП груповий (одиночний, багатодвигуновий), статичний момент, результуючий момент інерції, реактивний (активний) момент опору, усталений (перехідний) ре­жим ЕП, механічна характеристика двигуна (виробничого механізму), жорсткість механічної характеристики, статична стійкість, методи еквівалентних величин, три­валий (короткочасний, повторно-короткочасний) режим роботи двигуна.

14.1. Основні поняття

Електричним приводом (ЕП) називається електромеханічний пристрій, призначений для автоматизації робочих процесів.

ЕП складається (рис. 14.1) з електродвигуна ЕД, передатного пристрою ПП, перетворювача П і керуючого пристрою КП. В ЕП, залежно від поставлених до нього вимог, використовують двигуни постійного струму незалежного, паралельного, по­слідовного або змішаного збудження, АД, крокові електродвигуни та ін. Основним завданням електродвигуна в приводі є перетворення електроенергії джерела живлен­ня ДЖ (зокрема, електромережі) на механічну енергію обертового вала (обертовий двигун) або на енергію мас, що переміщаються лінійно (лінійний двигун). Іншими словами, двигун повинен розвивати рухові зусилля: рушійний момент або рушійну механічну силу, які передаються робочому органу РО.

Електродвигун також здійснює зворотне перетворення механічної енергії обертання або лінійного переміщення, що надходить від робочого механізму, на електричну. В цьому режимі він створює гальмовий момент.

У сучасному ЕП двигун надає руху РО через передатний пристрій, що знижує або підвищує частоту обертання (редуктори, клиноремінні передачі та ін.), або змінює вигляд руху (зубчасто-рейкові, кривошипно-шатунні та ін.). Іноді електродвигун безпосередньо з'єднають з робочим механізмом.

Важливим елементом ЕП є перетворювач, необхідність якого викликана не­обхідністю зміни частоти обертання. Як правило, цього домагаються регулюванням напруги і частоти струму, споживаного двигуном. Для роботи двигуна постійного струму треба забезпечити його живленням від джерела постійної напруги.

Керуючий пристрій ЕП служить для керування перетворенням електрич­ної енергії на механічну і забезпечення необхідної якості технологічного проце­су. Він являє собою сукупність функціонально зв'язаних між собою електрома­гнітних, електромеханічних, напівпровідникових і інших елементів. До таких елементів належать кнопки керування та командоапарати, реле і контактори, блоки безконтактної автоматики та ін. Сучасні високоточні ЕП містять у своїй системі керування обчислювальні комплекси й ЕОМ спеціального призначення.

Керування ЕП здійснюється впливом на перетворювач і електричний дви­гун керуючих сигналів, які виробляє керуючий пристій (рис. 14.1). Керуючий сигнал може формуватися з урахуванням тільки задаючого сигналу U3 або U3 і сигналів, що надходять від інших елементів привода. Так, на рис. 14.1 показа­ний окремий випадок, коли на КП надходять сигнали тільки від РО.

У випадку, коли керування здійснюється тільки з урахуванням задаючого сигналу U3, ЕП є розімкнутим. Якщо є зв'язки з контрольованими параметрами робочого механізму, ЕП є замкнутим і називається автоматизованим елект­роприводом. Зв'язки, що забезпечують надходження сигналів на КП від інших елементів, називаються зворотними зв'язками.

ЕП залежно від їхніх ознак ділять на класи. Розглянемо, на які класи під­розділяють приводи за видами регулювання.

Нерегульованими називають ЕП, швидкість робочих механізмів у яких незмінна. Вони забезпечують виконання найпростіших операцій (пуск, останов, іноді реверсування двигуна). При цьому в сталому режимі частота обертання визначається природною механічною характеристикою і моментом статичного навантаження. Регульованими називають ЕП, в яких частота обертання двигуна здатна змінюватися під впливом сигналу керування. Стежачими називають ЕП, здатні забезпечувати автоматичне перетворення будь-якого не заданого за­здалегідь вхідного сигналу на рух виробничого механізму. Програмно- керованими називають ЕП, у яких лінійне або обертове переміщення здійсню­ється за заданою програмою. Програма являє собою послідовність траєкторій (або законів) руху виробничого механізму, відтворюваних приводом. Адапти­вним називають ЕП, здатний здійснювати автоматичний вибір найкращого ре­жиму роботи двигуна шляхом зміни структури і параметрів системи керування.

Залежно від способу передачі механічної енергії від двигунів до робочих органів виробничих машин ЕП діляться на три класи: груповий, одиночний і багатодвигуно - вий привод. Груповим називається ЕП, в якому один двигун надає руху за допомо­гою трансмісій або передач групі робочих машин або групі робочих органів однієї машини. Одиночним називається ЕП, в якому електродвигун надає руху тільки од - ному робочому органу машини. У ряді випадків електродвигун конструктивно вбудо­ваний у механізм так, що утворює з робочим органом єдине ціле. Прикладами елект­рифікованих робочих органів можуть служити електричні ручні машини (див. тему 18), електроталь, електрошпиндель та ін. Багатодвигуновим називається ЕП, в яко­му робочі органи однієї машини приводяться до руху декількома електродвигунами.