Главная Движение носителей электрических зарядов



Глава 15

ЭЛЕКТРОПРИВОД

§ 15.1. Общие сведения

Электроприводом называется электромеханическое устройство, состоящее из электродвигателя, передаточного механизма, соедЕШяющего электродвигатель с исполнительным механизмом, и элементов управления и автоматизации.

Производственные машины и механизмы, как правило, приводятся в движение электроприводом (рис. 15.1). Электрическая часть электропривода 4 состоит из электродвигателя 2 и аппаратуры управления двигателем 1, с помощью которой управляют движением производственной машины или механизма 5. Механическая часть электропривода 3, связывающая электродвигатель с производственной машиной или механизмом, может состоять из различных элементов: муфт сцепления, редукторных, цепных и клиноременных передач, преобразователей движения и др. Совокупность электропривода и производственной машины или механизма составляет электрифицированный агрегат. Управление агрегатом является ручным, если оно выполняется простейшими электрическими устройствами путем непосредственного воздействия на них человеком. Автоматическое управление агрегатом производится без непофедственного участия человека. При автоматическом управлении обеспечивается высокая производительность производственных машин и улучшается качество выпускаемой продукции. Электроприводы с автоматическим управлением получили название автоматизированных.

Электроприводы в зависимости от числа обслуживаемых производственных машин и ступеней механических передач подразделяются на три типа: групповые, одюючные и многодвигательные. При групповом приводе механическая энергия по отдельным производственным машинам передается и распреде.чяется от одного электродвигателя через трансмиссии, т. е. один двигатель приводит в движение группу производственных машин. Этот вид электропривода имеет ряд технико-экономических недостатков, поэтому его в настоящее время не применяют.

При одиночном приводе каждая производственная машина или исполнительный механизм приводится в движение отдельньп»-! электродвигателем, что позволяет упростхггь гфомежуточтше передачи и снизить в них потери, а также обеспечить возможность регулирования частоты вращения машин и их торможения электрическими способами.

Если производственная машина, например станок-автомат, производящий ряд различных операщш, приводится в движение от нескольких элегсгродвигателей, т. е. когда не связанные между собой механические звенья машины приводятся в движение отдельными двигателя-


Рис. 15.1



ми соответствующей мощности, то привод называют многодвигательным. Такой вид электропривода позволяет упростить кинематику производственной машины, уменьшить количество ее узлов, снизить расход электроэнергии и износ отдельных деталей.

§ 15.2. Основные режимы работы электропривода

От особенностей нагревания и охлаждения двигателя зависит время, в течение которого он может отдавать номинальную мощность. Иными словами, продолжительность работы двигателя зависит от режима, для которого он предназначен. Исходя из этого, различают следующие основные режимы работы электропривода: продолжительный, кратковременный и повторно-кратковременный.

При продолжительном режиме температура всех частей электрической машины и электропривода черев некоторое время достигает установившегося значения Гу (рис. 15.2, я) и длительность работы электропривода обусловливается этой температурой. Работа электропривода продолжается до тех пор, пока температура всех его частей не превысит Ту„. В качестве примера к мехаш1змам с продолжительным режимом работы можно отнести водяные насосы, вентиляторы, компрессоры и т. д.

При кратковременном режиме электропривод находится в рабочем состоянии относительно небольшой период и за это время его температура не успевает достигнуть установившегося значения, а за время паузы его температура успевает снизиться до температуры окружающей среды Гос (рис. 15.2,6). Длительность периода нагрузки tp неизменной номинальной нагрузки для таких двигателей принята 10; 30; 60; 90 мин. В кратковременном режиме работают электроприводы шасси самолетов, разводных мостов и др.

При повторно-кратковременном режиме (рис. 15.2, в) периоды неизменной нагрузки tp чередуются с периодами отключения электрического двигателя to (паузами), причем ни в один из периодов tp температура электропривода не достигает установившегося значения, а в период to электропривод не успевает охладиться до Тос-




продолжительность одного периода нагрузки и паузы назьшают циклом: = tp + to. Повторно-кратковременный режим работы электропривода характеризуется относительной (в процентах) продолжительностью включения:

ПВ = -2- 100. (15.1)

tp + to

Продолжительность включения принята равной 15; 25; 40; 60%, а продолжительность одного цикла не должна превьпиать 10 мин. В повторно-кратковременном режиме работают электроприводы кранов, экскаваторов, прокатных станов, лифтов и т. д.

Показателем использования электродвигателя может служить максимальная температура, до которой он нагревается в процессе работы, так как перегрев обмоток и деталей вьшодит двигатель из строя. Для обеспечения безаварийной работы необходимо знать, в каком из режимов работает двигатель. Поэтому в зависимости от вида режима работы электропривода определяют номинальную мощность электродвигателя.

§ 15.3. Выбор мощности электродвигателя

Мощность двигателя выбирают согласно нагрузке на его валу. Ее значение также должно удовлетворять условию, чтобы средняя температура двигателя не превьпиала допустимого значения, обусловленного классом изоляции обмотки. Кроме того, выбор двигателя обусловливается условиями пуска и перегрузочной способностью.

]бор мощности двигателя для продолжительного реш1ма работы. При продолжительной работе нагрузка двигателя может быть постоянной (рис. 15.3, а) или переменной (рис. 15.3,6). Выбор двигателя с постоянной нагрузкой производится по каталогу. При этом необходимо выбирать двигатель с номинальной мощностью Р„ Р.

При переменной нагрузке, когда продолжительный режим имеет прерывистый характер, расчет или проверку правильности предварительного выбора мощности двигателя производят на основании нагрузочной диаграммы (рис. "15.4). Если определить температуру максимального нагрева двигателя Т и сравнить ее с допустимой температурой нагрева Гдап, то правильному выбору двигателя соответствует условие Г„а, < Тдоп. Однако из-за сложности и громоздкости определения величины Гах этот метод выбора двигателя на практике не применяют.

Для выбора мощности О to

двигателяпри любом режиме

работы удобен Л1е»ис?д средних Рис. 15.3



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 [93] 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148


0.0096