Šiuolaikinės elektros varomosios jėgos kūrimo ypatybės

Šiuolaikinės elektrinės pavaros tobulinimo užduotys

Ryšium su SSRS žlugimu ir visuomenės pertvarkymu įvyko reikšmingų pokyčių Rusijos elektros pramonės darbo organizavime. Intensyvios elektrotechnikos pramonės plėtros laikotarpiu daugiausia sąjunginėse respublikose buvo statomos naujos elektrinių pavarų komponentų gamybos gamyklos. Todėl po SSRS žlugimo daugelis elektrotechnikos įmonių atsidūrė už Rusijos ribų, todėl reikėjo pertvarkyti elektrotechnikos pramonės struktūrą, dėl ko daugelis gamyklų keitėsi ir išplėtė produkcijos asortimentą.

XX amžiaus pabaigoje sumažėjus Rusijos įmonių pramonės gaminių kiekiui, šalyje sumažėjo elektros suvartojimas. 1986–2001 m. elektros energijos suvartojimas Rusijoje sumažėjo 18% (nuo 1082,2 mlrd. kWh iki 888 mlrd. kWh), o NVS šalyse dar daugiau – 24% (nuo 1673,5 mlrd. kWh iki 1275). milijardas kWh).Dėl to sumažėjo naujų elektrinių pavarų poreikis, o tai turėjo įtakos jų kūrimo tempui.

Tačiau XX amžiaus pabaigoje Rusijoje automatizuota judėjimas varomas elektra išlieka pagrindine elektros energijos vartotoja ir toliau vystosi kaip elektrotechnikos šaka bei viena pagrindinių elektrotechnikos krypčių. Dėl elektros pramonės laimėjimų kuriant elektros mašinas, transformatorius, elektros prietaisus, energijos keitimo įrangą, moderni elektrinė pavara gali atitikti aukštus jos aptarnaujamų mechanizmų ir technologinių linijų automatizavimo reikalavimus.

Išanalizavus esamą pramonės elektrifikavimo būklę ir kuriant integruotas automatizavimo sistemas, matyti, kad jų pagrindas yra kintamoji elektros pavara, kuri vis plačiau naudojama visose visuomenės gyvenimo ir veiklos srityse – nuo ​​pramoninės gamybos iki kasdienio gyvenimo sferos.

Dėl nuolatinio elektrinių pavarų techninių charakteristikų tobulinimo jie yra šiuolaikinės technikos pažangos pagrindas visose taikymo srityse. Tuo pačiu metu, kuriant modernią automatizuotą elektrinę pavarą, pastebima nemažai ypatumų, nulemtų jos elementų bazės būklės ir gamybos poreikių.

Pirmoji elektrinės pavaros charakteristika šiame jos vystymosi etape yra kintamos elektrinės pavaros taikymo srities išplėtimas, daugiausia dėl kintamo dažnio kintamosios srovės pavarų kiekybinio ir kokybinio augimo.

Pastaraisiais metais patobulinus tiristorių ir tranzistorių dažnio keitiklius, buvo intensyviai kuriamos reguliuojamos elektros pavaros, naudojant asinchroninius elektros variklius, kurių konstrukcija yra paprastesnė ir sunaudoja mažiau metalo, todėl buvo išstumiamos valdomos nuolatinės srovės elektros pavaros, kurios šiuo metu turi vyraujantis pritaikymas Rusijoje.

Antroji šiuolaikinės elektrinės pavaros raidos ypatybė – išaugę reikalavimai dinaminiams ir statiniams elektros pavaros rodikliams, jos funkcijų, susijusių su technologinių įrenginių ir procesų valdymu, išplėtimas ir komplikavimas... Elektros pavaros plėtra eina kūrimo keliu. skaitmeninių valdymo sistemų ir plečiant šiuolaikinių mikroprocesorių technologija.

Tai lemia elektros pavaros sistemų sudėtingumą, todėl teisingai nustatomos užduotys, kurias galima efektyviai išspręsti naudojant šiuolaikinius mikroprocesorinius valdiklius.

Trečioji elektrinės pavaros kūrimo ypatybė – siekis suvienodinti jos elementų bazę, sukurti pilnas elektrines pavaras, naudojant modernią mikroelektroniką ir blokinio modulio principą... Šio pagrindo įgyvendinimas – pilnos elektrinės tolesnio tobulinimo ir tobulinimo procesas. pavarų, naudojančių kintamosios srovės variklių dažnio valdymo sistemas.

Ketvirtoji šiuolaikinės elektrinės pavaros kūrimo ypatybė – jos paplitimas diegiant energiją taupančias technologijas valdant gamybos procesus... Pramonės plėtra lemia didėjančią automatizuotos elektrinės pavaros, kaip energetinio pagrindo, svarbą. gamybos procesų automatizavimas.

Elektrinė pavara yra pagrindinis elektros energijos vartotojas. Daugiau nei 60% visos mūsų šalyje pagamintos elektros energijos elektros pavaros būdu paverčiama mechaniniu judėjimu, užtikrinančiu mašinų ir mechanizmų veikimą visose pramonės šakose ir kasdieniame gyvenime. Šiuo atžvilgiu mažos ir vidutinės galios masinių elektrinių pavarų energetiniai rodikliai turi didelę reikšmę sprendžiant technines ir ekonomines problemas.

Racionalaus, ekonomiško elektros vartojimo problema šiandien reikalauja ypatingo dėmesio. Atitinkamai, plėtojant elektrinę pavarą reikia skubiai išspręsti racionalaus elektros pavaros projektavimo ir naudojimo energijos suvartojimo požiūriu problemą. Ši problema reikalauja tirti ir plėtoti priemones, skirtas elektrinių pavarų efektyvumui gerinti ir organizuoti technologinių mašinų valdymą, mažinantį jų elektros suvartojimą.

Penktoji šiuolaikinės elektrinės pavaros kūrimo ypatybė – siekis organiškai susilieti variklį ir mechanizmą... Šį reikalavimą lemia bendra technologijų, skirtų mašinų ir mechanizmų kinematinių grandinių supaprastinimui, plėtros tendencija. , kuris tapo įmanomas patobulinus reguliuojamos elektrinės pavaros, kuri struktūriškai įmontuota į mechanizmą, sistemas.

Viena iš šios tendencijos apraiškų – noras plačiai naudoti elektrinę pavarą be krumpliaračių... Šiuo metu yra sukurtos galingos bevarės elektrinės pavaros, skirtos valciniams malūnams, kasyklų kėlimo staklėms, pagrindiniams ekskavatorių ir greitaeigių liftų mechanizmams. Šiuose įrenginiuose naudojami mažo greičio varikliai, kurių vardinis sukimosi greitis yra nuo 8 iki 120 aps./min.Nepaisant didesnio tokių variklių dydžio ir svorio, elektrinių pavarų su tiesiogine pavara, lyginant su pavaromis, naudojimas pateisinamas didesniu jų patikimumu ir greičiu.

Dabartinė būklė, ilgalaikiai uždaviniai ir elektros pavaros plėtros tendencijos lemia poreikį tobulinti jos elementų bazę.

Elektrinės pavaros elementų bazės kūrimo perspektyvos

Atsižvelgiant į šiuolaikinės elektrinės pavaros plėtrą, būtina atsižvelgti į tai, kad objektyvi elektros įrangos tobulinimo tendencija yra jos komplikacija dėl išaugusios technologinių procesų paklausos ir elektros gaminių vartojimo savybių plėtimosi.

Esant tokioms sąlygoms, pagrindinis elektrinės pavaros ir jos valdymo priemonių kūrimo uždavinys yra maksimaliai patenkinti darbo mašinų, mechanizmų ir technologinių linijų automatizavimo reikalavimus, tuo pačiu efektyviausiai šias galimybes galima įgyvendinti naudojant šiuolaikinių mikroprocesorių pagalba.kintamo greičio valdomos pavaros.

Šiuo metu pagrindinė užduotis yra išplėsti kintamos įtampos kintamosios srovės pavarų taikymo sritis. Sėkmingas šios problemos sprendimas leidžia padidinti darbo elektros įrangą, mechanizuoti ir automatizuoti daugelį technologinių įrenginių ir procesų, o tai žymiai padidins darbo našumą.

Tam būtina išspręsti nemažai mokslinių, techninių ir gamybinių problemų elektrotechnikos srityje, nes kuriant elektrines pavaros sistemas reikia tobulinti mechaninių pavarų, elektros variklių, puslaidininkinių energijos keitiklių ir mikrovaldiklių elementus.

Mechaninių judesio keitiklių tobulinimas

Išsamus šiuolaikinių elektrinių pavarų ir jomis paremtų elektromechaninių kompleksų tobulinimo klausimų sprendimas reikalauja ypatingo dėmesio mechaninių judesio keitiklių projektavimui ir įgyvendinimui. Šiuo metu ryškėja tendencija supaprastinti technologinių įrenginių mechaninius įtaisus ir komplikuoti jų elektrinius komponentus.

Projektuodami naujus technologinius įrenginius jie linkę naudoti „trumpas“ mechanines transmisijas ir tiesioginės pavaros elektrines pavaras.Atlikti tyrimai rodo, kad pagal svorį ir dydį bei efektyvumo rodiklius bereduktorių elektrinės pavaros prilygsta reduktorinių elektrinių pavarų svoriui ir dydžiui bei efektyvumo rodikliams, jei atsižvelgiama ne tik į elektros variklį, bet ir į pavarų dėžę.

Didelis privalumas naudojant standžias mechanines transmisijas ir elektrines pavaras be pavarų yra aukštesni mašinų vykdomųjų organų judesio valdymo sistemų kokybės ir mechanizmų patikimumo rodikliai. Taip yra dėl to, kad išplėstinės mechaninės transmisijos, padengtos grįžtamuoju ryšiu, dėl elastingų mechaninių virpesių žymiai apriboja elektrinės pavaros valdymo sistemos pralaidumą.

Paprasčiausios mechaninės transmisijos, skirtos bendroms pramoninėms reikmėms, dėl dantų, velenų ir atramų lankstumo dažniausiai turi kelis rezonansinius elastinės vibracijos dažnius. Jei prie to dar pridėsime poreikį apsunkinti mechaniką dėl laisvo veikimo mėginių ėmimo įrenginių naudojimo, tampa akivaizdu, kad bereduktorių pavarų naudojimas taps vis aktualesnis, ypač didelio našumo ir kokybiškai proceso įrangai.

Daug žadanti elektrinių pavarų kūrimo kryptis yra linijinių elektros variklių naudojimas, leidžiantis išjungti ne tik pavarų dėžę, bet ir įrenginius, kurie variklių rotorių sukimosi judesius paverčia darbiniu judesiu. mašinų korpusai.Elektrinė pavara su linijiniu varikliu yra neatsiejama bendros mašinos konstrukcijos dalis, itin supaprastinanti jos kinematines savybes ir sukurianti galimybes optimaliai suprojektuoti mašinas su darbinių kūnų judesiais.

Pastaruoju metu intensyviai tobulinama technologinė įranga su į mechanizmą įmontuotais elektros varikliais. Tokių įrenginių pavyzdžiai:

• Elektrinis įrankis,

• varikliai, skirti vairuoti robotus ir manipuliatorius, įtaisytus šarnyrinėse jungtyse,

• kėlimo gervių elektrinės pavaros, kuriose variklis struktūriškai sujungtas su būgneliu, kuris atlieka rotoriaus vaidmenį.

Pastaraisiais metais vidaus ir užsienio praktikoje pastebima tendencija giliau integruoti elektromechaninį keitiklį (elektrinį variklį) su darbiniu korpusu ir kai kuriais valdymo įtaisais. Tai, pavyzdžiui, variklio ratas traukos elektrinėje pavaroje, elektros velenas šlifavimo staklėse šaulys yra audimo įrangos linijinės elektrinės pavaros transliaciniu požiūriu judantis elementas, koordinačių konstruktoriaus vykdomasis korpusas su dviejų koordinačių (X, Y) varikliu.

Ši tendencija yra progresyvi, nes integruotos elektros pavaros sunaudoja mažiau medžiagų, turi geresnes energijos charakteristikas, yra kompaktiškos ir lengvai naudojamos. Tačiau prieš kuriant patikimas ir ekonomiškas integruotas elektrines pavaras turi būti atlikti išsamūs teoriniai ir eksperimentiniai tyrimai, taip pat šiuolaikiniu lygiu vykdomi projektavimo tobulinimai, kurie būtinai apima parametrų optimizavimą, patikimumo įvertinimų gavimą.Be to, darbus šia kryptimi turėtų atlikti skirtingų profilių specialistai.

Taip pat žiūrėkite: Kintamoji elektros pavara kaip energijos taupymo priemonė