76168

Развитие электротехнологического оборудования, электропривода и электротранспорта

Реферат

Энергетика

Проблема электрической тяги могла найти свое решение лишь при условии разработки приемов экономичной передачи электроэнергии от места ее генерирования к движущемуся экипажу вагону и т. Система автономной электрической тяги однако не была полностью отвергнута...

Русский

2015-01-29

29.11 KB

3 чел.

Электропривод

 Электропривод, электротранспорт и электротехнология

Как известно, одними из наиболее распространенных в промышленности являются механические процессы. Поэтому уже в 70—80-х годах прошлого столетия начинает проявляться стремление электрифицировать эти процессы, т.е. осуществить электрический привод различных исполнительных механизмов. Однако до начала 90-х годов применение электропривода носило эпизодический характер. Лишь в некоторых случаях, когда предприятия располагали блок-станциями для электрического освещения, электродвигатели применялись для привода вентиляторов, насосов, подъемников и других механизмов.
Положение изменилось коренным образом в связи с изобретением асинхронного двигателя. В достаточно короткий срок этот тип двигателя занял доминирующее положение в системе электропривода промышленных предприятий.
Одним из важнейших преимуществ асинхронного двигателя перед двигателями постоянного тока является отсутствие у него коллектора. Чрезвычайная простота асинхронного двигателя, особенно с короткозамкнутым ротором, его надежность и невысокая стоимость позволяют установить в любом цехе сотни и тысячи двигателей при небольшом обслуживающем персонале. Такие двигатели могут выполняться в герметических корпусах, и, следовательно, их можно использовать в тяжелых устовиях: в атмосфере повышенной влажности, бензиновых паров и т.п. Асинхронные двигатели без повреждений выдерживают значительные кратковременные перегрузки, тогда как в двигателях постоянного тока любая перегрузка ускоряет износ коллектора.
Существенным недостатком асинхронного двигателя является трудность регулирования частоты вращения. Поэтому до настоящего времени еще очень велик удельный вес регулируемых машин постоянного тока в системе промышленного электропривода. Недостатком асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором также является ограничение их мощности условиями пуска. Это обстоятельство в начальный период развития трехфазной техники, когда мощности электрических станций были невелики, заставляло во многих случаях отказываться от применения двигателей с короткозамкнутым ротором. Мощные двигатели с короткозамкнутым ротором применялись только в случаях, когда они питались от отдельного генератора. Такие установки часто устраивались, например, в водокачках.
В конце 90-х годов асинхронные электродвигатели уже выпускались в значительном количестве и в большом диапазоне мощностей. Характеристики этих электродвигателей были вполне удовлетворительными (например, асинхронные двигатели фирмы АЭГ мощностью 5л.с. имели кпд 85 %, a cos ф выше0.9).
Электрификация вытесняла из системы промышленного привода паровую машину. Паровой двигатель производственных цехов переходил в машинные залы электростанций, становясь первичным двигателем, дающим энергию вторичным двигателям — электрическим.
Практически развитие электропривода происходило двумя неравнозначными путями. Первый, наиболее типичный — замена паровых двигателей, работавших на трансмиссию. Это был путь создания крупногруппового электропривода, который не исключал тяжелых производственно-гигиенических условий, определявшихся наличием трансмиссий. Второй путь — эпизодическое применение одиночного привода. Последнее, как правило, имело место только в случае крупных ответственных исполнительных механизмов, предъявлявших специфические требования к приводному двигателю (привод кранов, центрифуг, прокатных станов и прочее). Но уже в конце 90-х годов XIX в. практика наглядно убеждала в преимуществах одиночного привода.
Последний вид привода освобождает промышленное предприятие от трансмиссий и, главное, позволяет работать каждому отдельному исполнительному механизму при переменных нагрузках и найвыгоднейших скоростях, а также позволяет ускорить пуск и изменение направления вращения. В 70-х и особенно 80-х годах проводилось много работ по применению электричества на транспорте. Так называемые конножелезные дороги уже не удовлетворяли возросших потребностей городского населения, а применение парового городского транспорта оказалось неприемлемым вследствие дыма и копоти. Реальная возможность для проведения опытов по электрификации транспорта появилась после изобретения генератора Грамма.
Во всех случаях, когда электрическая энергия для питания тягового двигателя генерировалась гальванической или аккумуляторной батареей, техническое решение шло в направлении создания автономных устройств тяги, то есть таких, в которых как генерирующая установка, так и электродвигатель были размещены на самом экипаже или судне. Когда же для выработки электроэнергии стали применять генераторы Грамма, приводимые в действие соответствующими паровыми агрегатами, система электрической автономной тяги перестала распространяться. Проблема электрической тяги могла найти свое решение лишь при условии разработки приемов экономичной передачи электроэнергии от места ее генерирования к движущемуся экипажу, вагону и т.п. Таким образом, электрическая тяга могла развиваться в виде неавтономной тяги с применением методов экономичной передачи электроэнергии на расстояние.
Система автономной электрической тяги, однако, не была полностью отвергнута; усовершенствование аккумуляторов позволило устраивать систему автономной тяги, пользуясь смонтированной в вагоне или на судне аккумуляторной батареей, током от которой питался электродвигатель. В начале XX в. получила развитие автономная «теплоэлектрическая тяга».
В 1879 г. В. Сименсом была построена первая небольшая электрическая железная дорога на промышленной выставке . Электрическая энергия по отдельному контактному рельсу передавалась к двигателю небольшого вагона, напоминавшего собой современную аккумуляторную тележку (электрокар); обратным проводом служили рельсы, по которым двигался «локомотив». К последнему были прицеплены три тележки, на которых могли разместиться 18 пассажиров.

Первые опыты неавтономной электрической тяги в России был проведены Ф. А. Пироцким. Еще 1875—1876 гг. он использовал для передачи электроэнергии обычный железнодорожный рельсовый путь. Чтобы улучшить проводимость рельсового пути, он применил стыковые электрические соединения, а для усиления изоляции друг от друга двух ниток рельсов одной колеи (они были изолированы через слой окалины и шпалы) — смазку подошвы рель сов асфальтом.
В августе 1880 г. Пироцкий осуществил пуск электрического трамвая на опытной линии в районе Рождественского парка конной железной дороги в Петербурге. Питалась эта линия от небольшой электростанции, построенной в парке, с генератором мощностью 4, а позднее 6 л.с. Под трамвайный электровагон был приспособлен двухъярусный вагон конной железной дороги (вес с пассажирами 6,5—7,0 т), к раме которого был подвешен электродвигатель, приводивший в движение ведущую ось через двухступенчатую зубчатую передачу. Схема предложенная Пироцким некоторое время применялась для питания трамвайной сети и за рубежом. Она была достаточно проста и давала возможность обойтись без третьего рельса, затруднявшего уличное движение и усложнявшее все сооружение. Недостатком такой схемы было наличие больших потерь электроэнергии от токов утечки из-за плохой изоляции рельсов.
После изобретения способа питания от верхнего контактного провода, сделанного в 1883 г. независимо Ван-Депулем (США) и В. Сименсом (Германия), схема питания по двум рельсам перестала применяться на электротранспорте, если не считать ее применения в настоящее время для автоблокировки. Заслугой Пироцкого является также введение зубчатой передачи (вместо временой) от вала двигателя к колесам. В 1889 г. подобный же передаточный механизм, получивший название «трамвайного привода», был применен  Спрэгом в США.
С 1883 г. действовала линия трамвая в Портуме (Ирландия) длиной 9,6 км; в 1884 г. были открыты для эксплуатации трамвайные линии в Брайтоне (Англия) длиной 1,5 км и во Франкфурте-на-Майне длиной 6,56 км. Первый трамвай в бывшей России, киевский, был пущен для общего пользования в 1892 г., причем решение о строительстве трамвайной линии было принято лишь после того, как убедились, что ни конная, ни паровая тяга не способны преодолеть крутой подъем от Подола к Крещатику. Трамвайная линия соединила густонаселенную окраину Киева с центром  города.
На электрическом транспорте почти исключительное применение получил постоянный ток, обеспечивающий надежную работу тяговых электродвигателей и удобное регулирование скорости. Поэтому по мере развития техники переменного тока пришлось сооружать преобразовательные подстанции.
Наиболее естественным и поэтому первым по времени преобразователем переменного тока в постоянный, была двигатель-генераторная установка. В 1885—1889 гг. создаются первые одноякорные преобразователи переменных токов в постоянный, которые в каждом случае представляли собой комбинацию синхронного электродвигателя и генератора постоянного тока с общим якорем. Одноякорный преобразователь обладает рядом существенных преимуществ перед двигатель-генераторной установкой: снижение на 30—40 % веса, значительная экономия места (до 50 %), высокий кпд. Одноякорные преобразователи в 90-х годах прошлого и начале настоящего столетий получили очень широкое распространение, особенно в тяговых установках, однако позднее, уже в 20-х годах, они начали вытесняться новым мощным средством— тиристорными преобразователями.
Централизованное производство электроэнергии позволило в широких масштабах приступить к электрификации и пригородного транспорта; расширяется электрификация заводских и рудничных железных дорог. Однако очень скоро стало ясно, что трамвайный транспорт не может полностью удовлетворить потребность в быстром перемещении огромных масс людей в крупнейших промышленных центрах. Значительно увеличить скорость и удобство пассажирских перевозок удалось путем сооружений метрополитенов (надземных и подземных железных дорог). Слово «метрополитен» в буквальном переводе означает «столичный», т.е. предназначенный для столиц.
В 1893 г. была предпринята постройка большой надземной электрической железной дороги в Берлине, которая проектировалась В. Сименсом еще в 1879 г. Рельсы этой железной дороги были уложены по эстакаде, протянувшейся вдоль широких улиц. Другая надземная железная дорога, соединявшая ряд промышленных городов от Эльберфельда до Бармена (Германия), отличалась от берлинской тем, что рельсы, по которым двигался вагон, находились над ним, т.е. вагон «подвешивался» на двух или четырех колесах.
Более подходящей для внешнего вида улиц, увеличения пропускной способности, уменьшения шума и прочее оказалась подземная дорога. Подземные дороги с паровой тягой строились еще до 90-х годов прошлого века (например, метрополитен в Лондоне был построен в 1860—.1863 гг., а переведен на электрическую тягу в 1890 г.).. Вслед за первыми опытами электрификации городского транспорта уже в 90-х годах прошлого века делались попытки перевести на  электротягу сначала пригородный, а затем и магистальные железные дороги с большой плотностью движения. Перспектива перевода на электротягу пригородных и магистральных железных дорог была весьма заманчивой: электрический транспорт дает возможность равномерно распределять мощность двигателей по длине поезда (так называемые мотор-вагонные секции), что позволяло увеличить общий вес поездов, а также скорость, даже при коротких длинах перегонов.
Развитие автономного электротранспорта нашло свое продолжение в появлении теплоэлсктрической тяги. Этот вид транспорта, на котором сохраняются все преимущества электрической тяги при первичном тепловом двигателе (дизель), открывал чрезвычайно большие возможности. Тепловоз, например, является гораздо более экономичным и более автономным локомотивом, чем паровоз. Впервые теплоэлектрическая тяга была осуществлена в 1903—1904 гг. для привода нефтеналивных барж «Вандал» и «Сармат», построенных Сормовским заводом..
Единственной областью применения электрической тяги в России был трамвай. С 1892 по 1900 г. трамвайное движение было открыто в 12 городах России. Всего до революции а России действовали 36 трамвайных предприятий в 35 городах.

Историю развития электротехнологии целесообразно рассматривать в соответствии с приведенной классификацией.

  1.  Электротермия
  2.  Электродуговой нагрев
  3.  Вакуумные дуговые печи.
  4.  Индукционный нагрев
  5.  Диэлектрический нагрев
  6.  Электронно-лучевой нагрев
  7.  Лазерный нагрев
  8.  Электрическая сварка
  9.  Электрофизические методы обработки
  10.  Электрохимическая технология
  11.  Гальванотехника

Громадное значение в развитии производительных сил сыграли новые отрасли промышленного производства, появление которых обусловливалось применением электрической энергии в качестве основного технологического фактора: промышленная электрохимия и электротермия.
Промышленная электрохимия зародилась вместе с гальванотехническими мастерскими и предприятиями по производству электролитическим путем кислорода и водорода.
Опыты по применению электрических дуговых печей для плавки руд, металлов и других веществ начались еще в конце 40-х годов, но лишь в 1878 г. Сименсу удалось создать такую конструкцию дуговой печи, что она могла использоваться в промышленном производстве.

Важной областью применения электрической энергии явилась электрическая сварка. Еще в конце 60-х годов были проведены опыты использования электрического тока для сварки металлов. На Парижской выставке 1867 г. демонстрировался способ контактной сварки: электрический ток пропускался через два металлических предмета, плотно приложенных друг к другу и имевших соприкосновение в нескольких точках. Однако этот метод не получил тогда практического распространения вследствие своего несовершенства.
Другим направлением в области электросварки явилось использование тепла электрической дуги. Первое решение этой проблемы принадлежит русскому изобретателю Н. Н. Бенардосу, положившему начало технике дуговой электросварки, которая нашла затем широкое применение в технологии. В 1886 г. Бенардос оформил свое изобретение русской привилегией,   и его метод дуговой электросварки под названием «электрогефест» вошел в практику. Один полюс источника энергии, согласно методу Бенардоса, соединялся с угольным либо графитовым электродом, а другой — со свариваемым металлом (рис. 6.15 а). В зону электрической дуги вводился металлический стержень, который расплавлялся, застывал и сваривал предметы. Бенардос ввел различные усовершенствования в свой метод, в частности, он указал, что вместо угольного электрода можно использовать другие проводники, в том числе и металлы.
Иной способ сварки металлов был предложен Н. Г. Славяновым, который получил в 1891 г. привилегии на так называемую электрическую отливку металлов и электрическое уплотнение металлических отливок, в основу которых, как и в основу метода Бенардоса, было положено явление электрической дуги.
Свариваемое металлическое изделие (рис 6.15 б) соединялось с одним полюсом источника электрической энергии, а с другим — металлическим стержнем, закрепленным в «плавильнике». Электрическая дуга, появляющаяся между металлическим стержнем и свариваемым предметом, расплавляет металл, и поверхность обрабатываемого предмета соединяется (сливается) с наливаемым металлом, образуя посте застывания прочное соединение.
Н. Г. Славянов создал полуавтомат для металлического электрода— «плавильник», которым обеспечивалось регулирование длины дуги. Этот «плавильник» является предшественником автоматических сварочных установок. Славяновым была также предусмотрена шлаковая зашита расплавленного металла от воздействия окружающей среды, им применялись присадки различных ферросплавов.
Постепенно электрификация захватывала все новые отрасли производства, проникала в сельское хозяйство, быт, медицину. Этот процесс углублялся и расширялся, электрификация прими» мала массовый характер.
Стал меняться весь облик городов и условия обитание: людей. Начинался XX век который сначала называли веком электричества, затем — веком электроники и кибернетики, наконец — веком информатики и вычислительной техники, но с наибольшим основанием его можно называть веком электрификации.

РЕФЕРАТ

На тему: «Развитие электротехнологического

                 оборудования, электропривода и

                       электротранспорта».

Выполнил:

студент 1-го курса ЮГУ   гр. збу2841

           Парамонов М.А.

          Преподаватель:  

               проф. Ковалев В.З.

г.Ханты-Мансийск  2014г.

список литературы

1.  2005-2013  ЛенЭлектроЩит.


2. Tags: Энергетика : РАЗВИТИЕ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО                           ОБОРУДОВАНИЯЭЛЕКТРОПРИВОДА И ЭЛЕКТРОТРАНСПОРТА.

 3. ЗАПОРОЖСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ     УНИВЕРСИТЕТ
    НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ "ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА".


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

50964. Критика А. Шопенгауэром концепции соотношения рассудка и разума в теории познания И. Канта 247.5 KB
  Идеи Шопенгауэра невозможно адекватно постичь без знания философии Канта. Структура и проблематика кантовской системы – вот та основа, на которой в первую очередь формируются взгляды Шопенгауэра. Это относится как к прямым заимствованиям у Канта
50965. Организация данных. Типы и структуры данных 96.5 KB
  Понятие тип данных делает манипулирование данными с использованием средств вычислительной техники абстрактным процессом и скрывает лежащее в основе обращения с ними представление их в виде двоичного кода. Виды типов данных: Аналоговые данные...
50966. Можливості використання здобутків теорії поля для моделювання та прогнозування реальної поведінки споживача 25.1 KB
  Передбачення майбутнього неможливе за багатьох обставин. Жоден екстрасенс не зможе сказати, наскільки успішним буде той чи інший товар, який підприємство планує вивести на ринок. Навіть з урахуванням безлічі математичних моделей, значної кількості змінних, залишається так звана «чорна скринька» свідомості споживача.
50967. Средства вычислительной техники. Принципы построения функциональных узлов и устройств ЭВМ 5.49 MB
  Для отечественных системотехников и специалистов в области ВТ отсутствие отечественных микросхем современного уровня компилируется допустимостью зарубежной элементной базы, поэтому Вам, как специалистам в области информационных технологий, изучение аппаратных средств ВТ, то есть цифровых узлов и устройств во всем ее разнообразии имеет большое практическое значение.
50968. Информация, сообщения, сигналы. Структурная схема системы передачи информации 66 KB
  В узком смысле кодирование – это отображение дискретных сообщений сигналами в виде определенных сочетаний символов. Под помехами подразумеваются любые мешающие внешние возмущения или воздействия атмосферные помехи влияние посторонних источников сигналов а также искажения сигналов в самой аппаратуре аппаратурные помехи вызывающие случайное отклонение принятого сообщения сигнала от передаваемого. Решающее устройство помещенное после приемника осуществляет обработку принятого сигнала с целью наиболее полного извлечения из него...
50969. ИНФОРМАЦИОННАЯ МЕРА ШЕННОНА 431 KB
  Количество информации и избыточность. Пусть и случайные величины с множествами возможных значений Количество информации при наблюдении случайной величины с распределением вероятностей задается формулой Шеннона: Единицей измерения количества информации является бит который представляет собой количество информации получаемое при наблюдении случайной величины имеющей два равновероятных значения. При равномерном распределении количество информации задается формулой Хартли: . Имеются два источника информации алфавиты и...
50970. Измерение информации 79 KB
  Информация и теории информации Информация лат. Из Энциклопедии кибернетики В широком смысле – отражение реального мира; В узком смысле – любые сведения являющиеся объектом хранения передачи и преобразования информации. Теории информации Структурная теория информации рассматривает структуру построения отдельных информационных сообщений.
50971. Информационная мера Шеннона 440 KB
  Количество информации и избыточность Дисктретные системы передачи информации Непрерывные системы передачи информации Слайды к лекции Количество информации и избыточность Количество информации и избыточность.