Основы автоматизированного электрического привода - Реферат

Научно-технический прогресс, автоматизация и комплексная механизация технологических и производственных процессов определяют постоянное совершенствование и развитие современного электрического привода (ЭП). Расширение и усложнение выполняемых функций ЭП, использование в них новых элементов и устройств, все более широкое включение ЭП в системы автоматизации технологических процессов требуют высокого уровня подготовки специалистов, занимающихся их проектированием, монтажом, наладкой и эксплуатацией. Первой научной работой по теории электропривода явилась опубликованная в 1880 году в журнале "Электричество" статья русского инженера Д.А. В современном промышленном и сельскохозяйственном производстве, на транспорте, в строительстве, в быту применяются разнообразные технологические процессы, для реализации которых человеком созданы тысячи различных машин и механизмов. Электрификация нашей страны и широкое применение в народном хозяйстве электроприводов началось после победы Великой Октябрьской революции, а точнее в 1920 г начал реализовываться государственный план электрификации РСФСР - плана ГОЭЛРО, который предусматривает широкое строительство новых и реконструкцию старых электростанций, строительство новых линий электропередач, развитие электротехнической промышленности.Электрический привод обеспечивает все отрасли народного хозяйства механической энергией, полученной из электрической, осуществляет практически все технологические операции, связанные с механическим движением, во многом определяет технические возможности повышения производительности труда в сферах, связанных с использованием механической энергии, технический уровень технологических процессов и оборудования. Проблемы энергосбережения, активная энергосберегающая политика, занимающие центральное место в Энергетической программе, непосредственно относятся к электрическому приводу - "основному потребителю электрической энергии, выдвигают новые научно-технические задачи, которые предстоит решать специалистам. Вторая ситуация: объект, снабженный электроприводом, предполагает простые виды движения, предъявляет ограниченные требования к диапазонам регулирования координат и качеству управления движением или вовсе не требует управления движением. Сочетание сложности движения с высокими требованиями к его качеству (точность, быстродействие) приводит к необходимости интеграции привода с рабочей машиной. Развитие указанной тенденции предполагает решение многих сложных задач, связанных с типизацией технологического оборудования, обоснованием необходимости и уровня интеграции привода и машины, разработкой и детальным всесторонним исследованием принципиально новых технических решений привода в целом и его электрических, электромеханических и механических модулей.Электроприводы по способам распределения механической энергии можно разделить на три основных типа: групповой электропривод; индивидуальный и взаимосвязанный. Вследствие своего технического несовершенства трансмиссионный электропривод в настоящее время почти не применяется, он уступил место индивидуальному и взаимосвязанному, хотя в ряде случаев еще находит применение и групповой привод по схеме на рисунке 2.2. Индивидуальный привод по сравнению с трансмиссионным и групповым обладает рядом преимуществ: производственные помещения не загромождаются тяжелыми трансмиссиями и передаточными устройствами; улучшаются условия работы и повышается производительность труда вследствие облегчения управления отдельными механизмами, уменьшения запыленности помещений, лучшего освещения рабочих мест; снижается травматизм обслуживающего персонала. В трансмиссионном приводе при выходе из строя или при ремонте электродвигателя выбывает из работы группа машин, тогда как в случае индивидуального привода или группового по схеме на рисунке 2.2 остановка одного электродвигателя вызывает остановку лишь одной рабочей машины. Взаимосвязанный электропривод содержит два или несколько электрически или механически связанных между собой электродвигательных устройства (или электроприводов), при работе которых поддерживается заданное соотношение или равенство скоростей или нагрузок или положение исполнительных органов рабочих машин.Все режимы в электроприводе делятся на установившиеся (номинальный режим работы) и переходные (пуск, реверс, торможение). Этот режим характеризуется работой двигателя с неизменной угловой скоростью, постоянными во времени и равными по величине моментом двигателя и моментом сопротивления. Так как момент, развиваемый двигателем в установившемся режиме, есть функция скорости, то равенство М=Мс возможно только при условии, что момент сопротивления - постоянная величина или функция скорости.Современный электропривод, как правило, автоматизирован. Автоматическая система управления электроприводом позволяет наиболее рационально построить технологический процесс, повысить производительность труда, улучшить качество продукции и снизить ее себестоимость.

Содержание

Введение

1. Определение понятия "электропривод"

2. Теории и практики электропривода

3. Классификация электроприводов

4. Режимы работы электропривода

Заключение

Перечень использованной литературы

Научно-технический прогресс, автоматизация и комплексная механизация технологических и производственных процессов определяют постоянное совершенствование и развитие современного электрического привода (ЭП). В первую очередь это относится к все более широкому внедрению автоматизированных ЭП с использованием разнообразных силовых полупроводниковых преобразователей и микропроцессорных средств управления. Постоянно появляются и новые типы электрических машин и аппаратов, датчиков координат переменных и других компонент, применяемых в ЭП.

Расширение и усложнение выполняемых функций ЭП, использование в них новых элементов и устройств, все более широкое включение ЭП в системы автоматизации технологических процессов требуют высокого уровня подготовки специалистов, занимающихся их проектированием, монтажом, наладкой и эксплуатацией.

Историю ЭП обычно начинают отсчитывать с разработки русским академиком Б.С. Якоби первого двигателя постоянного тока вращательного движения. Установка этого двигателя на небольшой катер, который в 1838 году совершил испытательные рейсы по Неве, является первым примером реализации ЭП. В дальнейшем ЭП стали применять, например, для наведения артиллерийской установки, перемещения электродов дуговой лампы, привода швейной машинки. Однако изза отсутствия экономичных источников электроэнергии постоянного тока ЭП долгое время не находил широкого применения и основным являлся тепловой привод. Не изменило кардинально этого положения и создание в 1870 году промышленного электрического генератора постоянного тока, а также появление однофазной системы переменного тока.

Толчком к развитию ЭП явилась разработка в 1889 году М.О. Доливо-добровольского системы трехфазного тока и появление трехфазного асинхронного электродвигателя, что создало технические и экономические предпосылки для широкого использования электрической энергии, а значит, и ЭП.

Первой научной работой по теории электропривода явилась опубликованная в 1880 году в журнале "Электричество" статья русского инженера Д.А. Лачинова "Электромеханическая работа", в которой на научной основе были показаны преимущества электрического распределения механической энергии. В современном промышленном и сельскохозяйственном производстве, на транспорте, в строительстве, в быту применяются разнообразные технологические процессы, для реализации которых человеком созданы тысячи различных машин и механизмов.

Электрификация нашей страны и широкое применение в народном хозяйстве электроприводов началось после победы Великой Октябрьской революции, а точнее в 1920 г начал реализовываться государственный план электрификации РСФСР - плана ГОЭЛРО, который предусматривает широкое строительство новых и реконструкцию старых электростанций, строительство новых линий электропередач, развитие электротехнической промышленности.

Дальнейшее развитие электрификации и автоматизации технологических процессов, создание высокопроизводительных машин, механизмов и технологических комплексов во многом определяется развитием электрического привода.

Одновременно происходило дальнейшее развитие и теории электропривода. Впервые как самостоятельная дисциплина теория электропривода представлена в книге С.А. Ринкевича "Электрическое распределение механической энергии", вышедшей в 1925 году.

Возможности использования современных ЭП продолжают постоянно расширяться за счет достижений в смежных областях науки и техники - электромашиностроение и электроаппаратостроение, электронике и вычислительной технике, автоматике и механике. Такое широкое применение ЭП объясняется целым рядом его преимуществ по сравнению с другими видами приводов: использование электрической энергии, распределение и преобразование ее в другие виды энергии, разнообразие конструктивного исполнения, что позволяет рационально соединять привод с исполнительным органом рабочей машины.

К основным направлениям развития современного ЭП относятся: · разработка и выпуск комплектных регулируемых ЭП с использованием современных преобразователей и микропроцессорного управления;

· повышение эксплуатационной надежности, унификация и улучшение энергетических показателей ЭП;

· расширение области применения регулируемого асинхронного ЭП и использование ЭП с новыми типами двигателей, а именно линейными, шаговыми, вентильными, вибрационными, повышенного быстродействия, магнитогидродинамическими и другие.

· развитие научно-исследовательских работ по созданию математических моделей и алгоритмов технологических процессов. А также машинных средств проектирования ЭП;

· подготовка инженерно-технических и научных кадров, способных проектировать, создавать и эксплуатировать современный автоматизированный электропривод.

Решение этих и ряда других проблем позволит существенно улучшить технико-экономические характеристики ЭП и создать тем самым базу для дальнейшего технического прогресса во всех отраслях промышленного производства, транспорта, сельского хозяйства и в быту.

1. Определение понятия "электропривод"

Электрический привод представляет собой электромеханическое устройство, предназначенное для приведения в движение рабочего органа машины и управления ее технологическим процессом. Он состоит из трех частей: электрического двигателя, осуществляющего электромеханическое преобразование энергии, механической части, передающей механическую энергию рабочему органу машины, и системы управления, обеспечивающей оптимальное по тем или иным критериям управление технологическим процессом. Характеристики двигателя и возможности системы управления определяют производительность механизма, точность выполнения технологических операций, динамические нагрузки механического оборудования и ряд других факторов. С другой стороны, нагрузка механической части привода, условия движения ее связанных масс, точность передач и т. п. оказывают влияние на условия работы двигателя и системы управления, поэтому электрические и механические элементы электропривода образуют единую электромеханическую систему, составные части которой находятся в тесном взаимодействии.

Рисунок 1.1 - Схема автоматизированного электропривода

Свойства электромеханической системы оказывают решающее влияние на важнейшие показатели рабочей машины и в значительной мере определяют качество и экономическую эффективность технологических процессов. Развитие автоматизированного электропривода (рисунок 1.1) ведет к совершенствованию конструкций машин, к коренным изменениям технологических процессов, к дальнейшему прогрессу во всех отраслях народного хозяйства.