Лекция 1

1. ОП.06 Электрические машины и электропривод Раздел 2 Основы электропривода

Тема 2.1. Основы
электропривода

2.

Лекция 1 Определение
электропривода. Структурная и
электрические схемы.
Электрические параметры привода.
Классификация
Сегодня мы рассмотрим:
1.Электрический привод как
предмет и как устройство.
2.Структурная и электрические
схемы
3. Электрические параметры
привода

3. Электропривод как устройство

ЭЛЕКТРОПРИВОД
–
это
электромеханическая система, состоящая из
электродвигательного,
преобразовательного,
передаточного и управляющего устройств,
предназначенная
для
преобразования
электрической энергии в механическую и
управления этим движением

4. Для чего нужен электропривод?

Для чего нужен
• Электропривод
(далее
возможно
сокращение электропривод?
ЭП)
вырабатывает
механическую энергию (МЭ) за счет
электрической энергии (ЭЭ), получаемой от
источника электрической энергии (сети
электроснабжения).
Вырабатываемая
электроприводом механическая энергия
передается
исполнительным
органам
рабочих машин и механизмов и при
необходимости
регулируется
в
соответствии
с
технологическими
требованиями
к
режимам
работы
исполнительного органа.
• За
счет
полученной
энергии
исполнительный
орган
совершает
требуемое
механическое
движение,
обеспечивая выполнение производственных
и технологических операций: перемещение
грузов,
обработку
деталей,
транспортировку
жидкости
и
газа,
слежение за небесными телами и т. д.

5. Историческая справка

• 1838 год Борис Семенович Якоби
практически применил разработанный
ЭД 1 л. с для лодки, которая с 12
пассажирами совершила движение со
скоростью 5км/ч. Этот год считается
годом рождения ЭП.
• 1870 год француз Зеноб Теофиль
Грамм создал промышленный тип
электрического генератора постоянного
тока.
• 1880
год
труд
Дмитрий
Александрович
Лачинова
«Электромеханическая работа»
основа науки ЭП.
• 1841 год Чарльз Уитсон построил
однофазный
синхронный
электродвигатель

6. Историческая справка

• 1889 год Михаил Осипович
Доливо-Добровольский разработал
трехфазную систему переменного
тока.
• 1891 год созданы прототипы
современных машин переменного
тока

7.

Почему электропривод
вытеснил другие виды
приводов (паровые,
гидравлические,
пневматические)?

8.

9.

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.
В качестве преобразовательных устройств
используются:
1. для преобразования рода тока –
выпрямители, преобразующие
переменный ток в постоянный;
2. для преобразования напряжения –

10.

3. для преобразования частоты тока –
преобразователи частоты, преобразующи
е переменный ток одной частоты в
переменный ток другой, регулируемой
частоты.
4. для преобразования напряжения –
инверторы, преобразующие постоянное
напряжение в пременное регулируемой
амплитуды и частоты
Электродвигательное устройство
предназначено для преобразования
электрической энергии в механическую
или, в некоторых системах судовых
электроприводов (система генератор –

11.

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, якорношвартовных
и
рулевых
механизмах.
Например, в электроприводе грузовой

12.

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.

13.

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.
Системная
структурная
схема
представляет электропривод в виде двух
каналов:
Силовой канал – транспорт потока
энергии (утолщённые линии на схеме)
Информационный канал – управление

14.

Что произойдёт, если из схемы
исключить передаточное
устройство?
Какую роль выполняет
устройство управления в
электроприводе?

15.

Электрическая схема электропривода – это
графическое изображение электрических соединений
между элементами электропривода. В отличие от
структурной схемы, электрическая схема показывает
конкретны.е электрические цепи, аппараты и
соединения.
Основные
типы
электрических
схем
электропривода:
1.
Принципиальная электрическая схема –
показывает полный состав элементов и все связи
между ними
2.
Монтажная схема – показывает расположение
оборудования и трассы прокладки проводов
3.
Функциональная схема – поясняет процессы,
протекающие в отдельных функциональных частях

16.

Основные элементы электрических схем:
Силовые цепи – цепи, по которым протекает
рабочий ток (питание двигателя)
Цепи управления – цепи, обеспечивающие
управление работой привода (пуск, остановка,
защита)
Цепи сигнализации и защиты

17.

18.

19.

Чем отличается структурная
схема от принципиальной
электрической схемы?
Какие цепи на электрической
схеме называют силовыми, а
какие – цепями управления?

20.

Основные электрические параметры
Параметр
Обозначе
ние
Единица
измерения
Номинально
е
напряжение
Uн
В,кВ
Номинальны
й ток
Iн
А, кА
Номинальна
я мощность
Pн
Вт, кВт
Номинальна
я частота
вращения
nн
об/мин
Коэффициен
т полезного
η
%
Описание
Напряжение, на
которое
рассчитан
двигатель
Ток,
потребляемый
двигателем при
номинальной
нагрузке
Механическая
мощность на
валу двигателя
Скорость
вращения вала
при
номинальной
нагрузке
Отношение
полезной
мощности к

21.

Для двигателя постоянного тока:
P=U × I× η
Для двигателя переменного тока:
P = √3 × U × I × cos φ × η
Практическое значение параметров:
По номинальным данным выбирают
двигатель для конкретного механизма
Номинальный ток определяет сечение
проводов и параметры аппаратов защиты
Номинальная мощность определяет
возможность привода рабочей машины

22.

Что произойдёт, если подключить
двигатель, рассчитанный на 220 В,
к сети 380 В?
Какой параметр определяет выбор
сечения питающего кабеля?

23.

Электроприводы классифицируются по
нескольким признакам.
1. По роду тока:
Электропривод постоянного тока – используется
там, где требуется широкое регулирование скорости
(краны, прокатные станы)
Электропривод переменного тока – наиболее
распространённый тип (насосы, вентиляторы,
компрессоры)
Электропривод двойного рода тока – двигатель
постоянного тока получает питание от сети
переменного тока через выпрямитель
2. По способу передачи энергии:
Групповой – один двигатель приводит несколько
исполнительных механизмов через трансмиссию
Индивидуальный (одиночный) – один двигатель

24.

3. По характеру движения:
Вращательного движения – наиболее
распространённый тип
Поступательного (линейного) движения –
линейные электродвигатели

25.

4. По степени автоматизации:
Неавтоматизированный – все операции выполняет
человек (кнопки «Пуск» и «Стоп»)
Автоматизированный – частичное участие
человека, автоматическое регулирование
параметров
Автоматический – полное отсутствие
человеческого вмешательства, работа по программе
5. По регулированию скорости:
Нерегулируемый – постоянная частота вращения
(асинхронные двигатели)
Регулируемый – изменяемая частота вращения
(двигатели постоянного тока, частотнорегулируемые приводы)

26.

6. По назначению:
Главный – обеспечивает основное движение рабочей
машины
Вспомогательный – обеспечивает вспомогательные
движения (подача, зажим)
7. По числу используемых двигателей различают
электроприводы:
Индивидуальный – обеспечивает движение одного
исполнительного органа рабочей машины
Многодвигательный – это система, в которой
несколько электродвигателей работают совместно
для выполнения общей задачи
Групповой - один двигатель приводит в движение
несколько исполнительных органов одной машины
или один исполнительный орган нескольких

27.

Какой тип электропривода
(групповой или индивидуальный)
более энергоэффективен и
почему?
Какой тип привода используется
в вашем бытовом холодильнике?

28.

Вопросы для самопроверки
1. Что такое электропривод?
А) Устройство для преобразования
механической энергии в электрическую
Б) Электромеханическая система для
преобразования электрической энергии
в механическую и управления этим
движением
В) Электрический генератор
переменного тока
Г) Устройство для передачи
механической энергии на расстояние

29.

2. Какие устройства входят в состав
электропривода?
А) Только электродвигатель и редуктор
Б) Трансформатор, выпрямитель,
инвертор
В) Электродвигательное,
преобразовательное, передаточное и
управляющее устройства
Г) Электродвигатель и система
охлаждения

30.

3. По какому признаку
электроприводы делятся на
групповые, индивидуальные и
многодвигательные?
А) По роду тока
Б) По способу передачи энергии от
электродвигателя к исполнительным
органам
В) По степени автоматизации
Г) По назначению

31.

4. Какой параметр электропривода
указывается в ваттах или
киловаттах и характеризует
механическую мощность на валу
двигателя?
А) Номинальное напряжение
Б) Номинальный ток
В) Номинальная мощность
Г) Частота вращения