Механические характеристики рабочих машин.



Определение понятия электропривод. Структурная схема электропривода (ЭП).

В современном промышленном производстве, сельском хо­зяйстве, коммунальном секторе наибольшее применение имеет электрический привод, который потребляет более 60 % элек­троэнергии.

Электропривод позволяет с высоким КПД преобразовывать электрическую энергию в механическую в широком диапазоне мощностей и скоростей движения; обеспечивает простоту автома­тизации технологических процессов; дает возможность находить многообразные конструктивные решения сочленения рабочего органа с рабочей машиной; способен работать в различных усло­виях, в том числе в агрессивной среде, при повышенной влаж­ности, в широком температурном диапазоне, что характерно для сельского хозяйства.

Возможности электропривода постоянно расширяются за счет использования достижений силовой электроники и микропро­цессорной техники.

Электроприводом (ЭП) называется электромеханическая си­стема, состоящая из электродвигательного, преобразовательного, передаточного и управляющего устройств и предназначенная для приведения в движение рабочих органов машин и управления этим движением (по ГОСТ 16593-79).

Электроприводы подразделяются на групповые, индивиду­альные и взаимосвязанные.

В групповом приводе один электродвигатель приводит в дви­жение с помощью разветвленной передачи группу механизмов или рабочих органов одного механизма. Кинематическая схема такого привода громоздкая, а сам привод неэкономичен, поэто­му находит ограниченное применение.

В индивидуальном приводе электродвигатель приводит в дви­жение только один рабочий орган. Кинематическая схема меха­низма с таким приводом существенно упрощается, повышается экономичность и снижается металлоемкость механизма. Элек­тродвигатель может встраиваться непосредственно в механизм.

Взаимосвязанный привод обеспечивает работу одного меха­низма с помощью нескольких электродвигателей.

Структурная схема электропривода приведена на рис. 1.

Основной элемент электропривода — электродвигатель (ЭД), который преобразует электрическую энергию в механическую. Для получения электроэнергии требуемых параметров между двигателем и источником энергии включают силовой преобра­зователь.

Управление преобразователем осуществляется от блока управ­ления, на вход которого поступают задающий сигнал и сиг­налы Uос обратной связи (ОС), содержащие информацию о ха­рактере движения исполнительных органов, работе отдельных узлов, аварийных режимах. Преобразователь вместе с блоком управления образуют систему управления.

Жирными стрелками на рис. 1 показаны силовые каналы передачи электрической и механической энергии, а тонкими — каналы передачи сигналов управления.

Классификация ЭП.

Существует большое разнообразие эл. приводов. Их классификация обычно производится по виду движения и степени управляемости эл. привода, роду электрического и механического передаточных устройств, способу передачи механической энергии исполнительным органам и ряду дру­гих признаков.

По виду движенияразличаются электроприводы враща­тельного и поступательного однонаправленного и реверсив­ного движения, а также электроприводы возвратно-посту­пательного движения. Эти движения могут иметь как не­прерывный, так и дискретный характер.

По принципам регулирования скорости и положенияэлектропривод может быть:

ü нерегулируемый (исполнительный орган приводится в движение с одной постоянной скоростью);

ü регулируемый (путем воздействия на электропривод скорость движения исполнительного органа изменяется в соответствии с требованиями технологического процесса);

ü следящий (с помощью электропривода воспроизводится перемещение исполнительного органа в соответствии с про­извольно изменяющимся задающим сигналом);

ü программно-управляемый (электропривод обеспечивает перемещение исполнительного органа в соответствии с за­данной программой);

ü адаптивный (электропривод автоматически обеспечива­ет оптимальный режим движения исполнительного органа при изменении условий его работы);

ü позиционный (электропривод обеспечивает регулирова­ние положения исполнительного органа рабочей ма­шины).

По роду механического передаточного устройства раз­личаютредукторный электропривод, содержащий один из видов механического передаточного устройства, и безредукторный, в котором электродвигатель непосредственно соединен с исполнительным органом.

По роду электрического преобразовательного устройст­варазличают:

ü вентильный электропривод, преобразовательным устрой­ством которого является вентильный преобразователь энер­гии. Разновидностями вентильного электропривода явля­ются ионный и полупроводниковый электроприводы. Полу­проводниковый электропривод, в свою очередь, делится на тиристорный и транзисторный электроприводы, преобразо­вательным устройством в которых является соответственно тиристорный или транзисторный преобразователь электро­энергии;

ü система управляемый выпрямитель — двигатель (УВ — Д) — вентильный электропривод постоянного тока, преобазовательным устройством которого является регулируемый выпрямитель;

ü система преобразователь  частоты — двигатель (ПЧ — Д) — вентильный электропривод переменного тока, преобразовательным устройством которого является регулируе­мой преобразователь частоты;

ü система генератор — двигатель (Г — Д) и магнитный усилитель — двигатель (МУ — Д) —регулируемый электропривод, преобразовательным устройством которого яв­ляется соответственно электромашинный преобразовательный агрегат или магнитный усилитель.

По способу передачи механической энергии исполнитель­ному органу электроприводы делятся на индивидуальный, взаимосвязанный и групповой.

Индивидуальный электропривод характеризуется тем, что каждый исполнительный орган рабочей машины приводится в движение своим отдельным двигателем.

Взаимосвязанный электропривод содержит два или несколько электрически или механически связанных между собой электроприводов. Частным случаем взаимосвязанно­го электропривода является многодвигательный электропривод, при котором несколько двигателей работают на об­щий вал, приводя в движение один исполнительный орган.

Групповой электропривод характеризуется тем, что от одного двигателя приводится в движение несколько испол­нительных органов одной или нескольких рабочих машин.


 

Механические характеристики рабочих машин.

Механической характеристикой рабочей машины назы­вается зависимость

М = f (ω),

где М — момент сопротивления рабочей машины, Н • м; ω — уг­ловая скорость, рад/с; ω=πn/30; π — частота вращения, об/мин.

Большинство механических характеристик машин позволя­ет описать следующая эмпирическая формула:

 

М = М0 + (Мс.ном - М0)(ω/ωном)х,

 

где М0 — начальный момент сопротивления при ω = 0; ω — те­кущее значение угловой скорости, соответствующее текущему значению момента М; Мс.ном — статический момент сопротив­ления при ωном.


При х = 0 получается не зависящая от скорости механическая ха­рактеристика, для которой М = Мс.ном (прямая 1 на рис. 1). Та­кая характеристика у подъемных кранов, лебедок. К этой группе могут быть отнесены механизмы, у ко­торых основное сопротивление соз­дают силы трения (навозоуборочные транспортеры, кормораздатчики, шнеки, конвейеры, барабаны сушилок, триеры).

При х = 1 получается линейно возрастающая характеристи­ка (линия 2 на рис. 1). Ею обладают многие машины, у которых основные сопротивления создаются силами трения совместно с аэродинамическими (молотилки, дробилки кор-

 


мов, лесопильные рамы, зерноочистительные машины). Иногда такая характери­стика называется генераторной, так как она присуща генерато­рам постоянного тока независимого возбуждения при постоянной нагрузке.

Если х = 2, то момент сопротивления пропорционален квад­рату угловой скорости (кривая 3 на рис. 1). Такая характери­стика называется вентиляторной. Так изменяется момент сопро­тивления вентиляторов, компрессоров, центробежных насосов, сепараторов, пневматических транспортеров и других механиз­мов, принцип работы которых основан на законах аэро- и гид­родинамики.

Если х = -1, то получается нелинейно спадающая характе­ристика (кривая 4 на рис. 1), для которой момент сопротивле­ния изменяется обратно пропорционально скорости, а мощность остается постоянной (такой характеристикой обладают металлорежущие станки, у которых с увеличением подачи скорость вращения деталей уменьшается).


 


Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 628; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!