44657

Основные понятия электропривода

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Преобразовательное устройство предназначено для преобразования рода тока, напряжения и частоты тока питающей сети и передачи преобразованных параметров сети в электрическую часть электропривода. Поэтому оно включается между питающей сетью и электрической частью электропривода.

Русский

2014-03-28

109.89 KB

103 чел.

ТЕМА ЛЕКЦИИ 1

Основные  понятия электропривода

ПЛАН ЛЕКЦИИ

  1.  Структурная схема электропривода
  2.  Общая классификация электроприводов
  3.  Классификация судовых электроприводов

1.1. Структурная схема электропривода

Электрический  привод  представляет собой электромеханическую систему , предназначенную  для приведения в движение исполнительных органов рабочей машины и управления этим движением.  

В общем случае электропривод состоит из 4-х устройств ( рис.1.1 ):

  1. преобразовательное;
  2. электродвигательное;
  3. передаточное;

управляющее.

Преобразовательное устройство предназначено для преобразования рода тока, напряжения и частоты тока питающей сети и передачи преобразованных параметров сети в электрическую часть электропривода. Поэтому оно включается между питающей сетью и электрической частью электропривода.

                                                                      

    Рис. 1.1. Структурная схема электропривода

В качестве преобразовательных устройств используются:

  1. для преобразования рода тока – выпрямители, преобразующие переменный ток в постоянный;
  2. для преобразования напряжения – трансформаторы, преобразующие переменное напряжение одного значения в переменное напряжение другого значения той же частоты;
  3.  для преобразования частоты тока – преобразователи частоты, преобразующие переменный ток одной частоты в переменный ток другой, регулируемой  частоты.
  4. для преобразования напряжения  – инверторы, преобразующие постоянное напряжение в пременное регулируемой амплитуды и частоты

Рассмотрим поочередно преобразовательные устройства.

Выпрямители

На судах выпрямители применяют в электроприводах, использующих в качестве источника механической энергии двигатель постоянного тока. К таким электроприводам относятся (в оснвном на судах старой постройки):

  1. якорно – швартовные механизмы – брашпили;
  2. грузоподъёмные – грузовые лебёдки и краны;
  3. гребные электрические установки, предназначенные для движения судна.

Мощность этих электродвигателей составляет десятки и сотни кВт.

Трансформаторы

Трансформаторы в судовых электроприводах, как правило, не применяются. Однако они нашли применение на берегу. Здесь от высоковольтных линий электропередач с напряжениями в сотни киловольт питаются предприятия с электроприводами напряжением 380В и 660В.

 

Преобразователи частоты

На судах статические тиристорные преобразователи частоты применяются в электроприводах  переменного тока. К таким электроприводам относятся, в основном, грузоподъёмные тяжеловесные устройства и гребные электрические установки.

 

Электродвигательное устройство предназначено для преобразования электрической энергии в механическую или, в некоторых системах судовых электроприводов (система генератор – двигатель), механической энергии в электрическую.

К электродвигательным устройствам относят электродвигатели постоянного и переменного тока, а также универсальные ( переменно-постоянного тока ). Последние нашли на судах ограниченное применение, в основном, в электроприводах вентиляторов мощностью до 250…300 Вт.

Передаточное  устройство предназначено для передачи механической энергии от электродвигателя к исполнительному органу механизма.

К передаточным устройствам относят механические, гидравлические и другие передачи. Передаточные устройства применяют в грузоподъёмных, якорно-швартовных и рулевых механизмах.  Например, в электроприводе грузовой лебёдки передаточным устройством является редуктор, расположенный между электродвигателем и грузовым барабаном лебёдки.

Простейшие по устройству электроприводы, например, вентиляторы и центробежные насосы,  не имеют передаточного устройства, т.к. у них крылатка насажена непосредственно на вал электродвигателя.

Управляющее устройство предназначено для управления преобразовательным электродвигательным и передаточным устройствами. При помощи управляющего устройства задают необходимый режим работы всего электропривода, например, пуск, остановку, реверс, изменение скорости и др. Например, в электроприводе грузовой лебёдки управляющее устройство состоит из командоконтроллера  (с рукояткой управления) и

станции управления, внутри корпуса, которой  находятся коммутационные и защитные электрические аппараты – контакторы, реле, предохранители и др.

В сложных современных судовых электроприводах составной частью управляющего устройства являются бортовые компьютеры, которые получают информацию от задатчиков и датчиков обратной связи и вырабатывают сигналы управления в соответствии с заданными алгоритмами (программами).

При этом, в качестве задатчиков используются рукоятки управления тремя механизмами крана  (подъём, поворот, стрела), связанные с потенциометрами, в качестве датчиков – большое количество чувствительных элементов, измеряющих вес груза, давление в системе гидравлики величину тока, определяющих положение рабочих органов перечисленных механизмов и многое другое.

 

  1.  2. Классификация электроприводов

Электроприводы классифицируются (различаются) по нескольким признакам. Рассмотрим основные признаки.

 

По области применения различают 2 вида электроприводов:

1. береговые;

                         2. судовые.

По роду тока различают  так же 2 вида электроприводов:

  1. постоянного тока;
  2. переменного тока.

Переход судовых электроприводов на переменный ток завершился в начале 60 – х годов 20 столетия. Это стало возможным после начала производства (в б. СССР) электрических машин, предназначенных специально для работы на судах  их называют машинами морского исполнения.

 

По количеству исполнительных механизмов и электродвигателей различают 3 вида электроприводов:

  1. групповой;
  2. одиночный;
  3. многодвигательный.

Групповым называют электропривод, в котором один электродвигатель приводит в движение несколько исполнительных механизмов. Пример: токарный станок, в котором электродвигатель вращает патрон с заготовкой и одновременно перемещает суппорт станка с бабкой, в которой зажат резец. Суппорт при этом движется поступательно (влево – вправо) вдоль станины станка.  На судах групповые приводы применяются крайне редко.

Одиночным называют электропривод, в котором электродвигатель приводит в движение только один исполнительный механизм. Пример: электропривод насоса или вентилятора, в котором крылатка насажена непосредственно на вал электродвигателя.

Многодвигательным называют электропривод, в котором несколько электродвигателей совместно работают на общий вал. Пример: привод платформы механизма поворота мощного экскаватора, в котором электродвигатели включаются в разных сочетаниях, благодаря чему обеспечивается равномерное распределение статических и динамических нагрузок при повороте платформы.

Многодвигательные электроприводы используются на специализированных судах, например, плавучих буровых вышках и др.

 

По степени автоматизации различают 3 вида электроприводов:

  1. неавтоматизированные;
  2. автоматизированные;
  3. автоматические.

В неавтоматизированном электроприводе человек участвует на всех стадиях управления электроприводом. Пример: электропривод вентилятора, управляемый при помощи поста управления с двумя кнопками «Пуск» и «Стоп». Оба действия – пуск и остановка, выполняет человек путём нажатия соответствующей кнопки.

В автоматизированном электроприводе функции управления разделены между человеком и управляющим устройством. Обычно человек задаёт программу работы электропривода, остальное же выполняет управляющее устройство.

 Пример: электропривод грузовой лебёдки с 3-мя скоростями. Пусть оператор (лебёдчик) резко перевёл рукоятку командоконтроллера из нулевого положения сразу в 3-е в направлении «Подъём». Двигатель при этом включится не на 3-й скорости, а на 1-й, что позволит избежать поломки редуктора, а далее разгон электродвигателя произойдёт постепенно, с задержкой при переходе с 1-й скорости на 2-й, а затем со 2-й к 3-ю. Эту задержку обеспечивают два реле времени, входящие в состав управляющего устройства.

В автоматическом электроприводе роль человека сводится лишь к наблюдению за работой электропривода.

Пример: автоматический рулевой. На начальном этапе участие человека заключается в подаче питания на рулевой электропривод (электромеханик) и в выведении судна на требуемый курс, например, при помощи штурвала (рулевой матрос или вахтенный помощник). После этого на тумбе управления рулевым электроприводом (мостик) переключатель видов управления устанавливают в положение «Автомат». В зависимости от условий плавания, такой режим может длиться от нескольких часов до нескольких десятков суток.

 

По возможности изменения скорости различают два  вида электроприводов:

  1. нерегулируемый, не предусматривающий изменение скорости;
  2. регулируемый, имеющий 2 и более скоростей.

Пример нерегулируемого электропривода: электропривод вентилятора, управление которым состоит только в пуске и остановке, а скорость не регулируется.

Примеры регулируемого электропривода:

1. электропривод грузовой лебёдки с 3-мя скоростями ;

2. электропривод якорно-швартовного устройства с 6-ю скоростями.

По возможности изменения направления вращения различают два вида электроприводов:

  1. нереверсивный;
  2. реверсивный.

Пример нереверсивного электропривода: электропривод вентилятора, управление которым состоит только в пуске и остановке, а направление вращения не изменяется.

Примеры реверсивного электропривода: 1. электропривод грузовой лебёдки с 2-мя режимами: «подъём» и «спуск»; 2. электропривод якорно-швартовного устройства с 2-мя режимами: «травить» и «выбирать».

 

По назначению различают 5 видов судовых электроприводов:

1. рулевые;

2. якорно-швартовные (брашпили и шпили);

  1. грузоподъёмные (грузовые лебёдки и краны, лифты);
  2. электроприводы судовых нагнетателей (насосы, вентиляторы, компрессоры);
  3. механизмы специального назначения.

К последней группе относят электроприводы:

  1. подруливающих устройств;
  2. систем кренования и дифферента;
  3. успокоителей качки; систем откренивания судов;
  4. автоматические швартовные лебедки.

Подруливающие устройства предназначены для повышения манёвренности судов. С их помощью судно может перемещаться лагом (бортом) и даже совершать полный оборот на месте. Такие устройства применяют на обычных транспортных судах, а также на судах – паромах, предназначенных для перевозки колёсной техники.

Системы кренования и дифферента применяют на ледокольных судах, для освобождения судна, зажатого во льдах и придания корпусу судна необходимой осадки.

Системы успокоителей качки применяют, в основном, на пассажирских судах и морских паромах.

Системы откренивания судна применяют на судах с горизонтальным способом погрузки (суда типа ро-ро) для выравнивания крена. Применение этих систем повышает безопасность грузовых операций и обеспечивает надёжность работы въездной аппарели.

Автоматические швартовные лебедки применяют на судах с целью поддержания постоянного усилия в швартовном канате при стоянке судна в порту или на рейде. При увеличении натяжения каната лебедка включается и потравливает канат до тех пор, пока усилие в канате не уменьшится до заданного. При уменьшении натяжения каната лебедка включается и набивает канат.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

69182. ЕКОНОМІЧНА ІНФОРМАЦІЯ ТА ЗАСОБИ ЇЇ ФОРМАЛІЗОВАНОГО ОПИСУ 100.5 KB
  Поняття економічної інформації її види та властивості. Коли виходити з того що інформація це подані певним способом повідомлення які виникають під час здійснення певного виду людської діяльності то можна розглядати наукову технічну економічну соціальну...
69184. Измерение состава и свойств вещества 42 KB
  Измерение влажности. В ядерном энергетическом реакторе путем определения влажности газа контролируется целостность технологических каналов.Имерение влажности газов. Средства измерения влажности имеют многолетнюю историю.
69185. Преобразователь оборотов 33 KB
  Преобразователь оборотов преобразователь предназначен для непрерывного преобразования электрического частотного сигнала датчика оборотов в пропорциональный ему выходной электрический сигнал постоянного тока 001мА. Преобразователь предназначен для работы при температуре...
69186. Измеритель осевого сдвига ротора турбины 32 KB
  Принцип действия датчика осевого сдвига ДОС ротора основан на индуктивном методе измерения линейных перемещений с применением дифференциально-трансформаторной схемы. Первичная обмотка датчика ОСР соединяется последовательно с обмоткой возбуждения компенсирующего датчика КД.
69187. Измеритель относительного расширения ротора турбины 36 KB
  Изменение выходного напряжения датчика ОРР осуществляется вторичным прибором КСД1049 и основано на компенсационном принципе измерения. Первичные обмотки датчика ОРР и дифференциально-трансформаторного датчика прибора соединяются последовательно...
69188. Измерение механических величин 46.5 KB
  Это привело к необходимости измерений основных механических величин параметров турбины: осевого сдвига; относительного расширения ротора; прогиба ротора; прослушивания уплотнений ТГ; сигнализатора валоповорота; теплового расширения корпуса турбины; измерение оборотов турбины...
69189. Измерение температуры тел по их тепловому излучению 39 KB
  Спектр электромагнитного излучения большинства твердых и жидких тел является непрерывным и содержит волны всех длин от λ=0 до λ=∞. Суммарная энергия полного излучения и энергия излучения волн определенной длины тела зависит от температуры тела.
69190. Измерение давления 59.5 KB
  Средства измерения давления в атомной энергетике составляют около половины общего количества средств измерений. На АЭС существуют специфические условия роботы приборов для измерения давления: широкий диапазон измерений 05 50 Мпа 5 500 кгс см2; высокая температура и радиационные...