Mga tampok ng pag-unlad ng modernong electric propulsion

Ang mga gawain ng pagpapabuti ng isang modernong electric drive

May kaugnayan sa pagbagsak ng USSR at muling pagsasaayos ng lipunan, ang mga makabuluhang pagbabago ay naganap sa samahan ng gawain ng industriya ng elektrikal sa Russia. Sa panahon ng masinsinang pag-unlad ng industriya ng electrotechnical, ang mga bagong pabrika para sa paggawa ng mga bahagi para sa mga electric drive ay itinayo pangunahin sa Union Republics. Samakatuwid, pagkatapos ng pagbagsak ng USSR, maraming mga electrotechnical na negosyo ang natagpuan ang kanilang sarili sa labas ng Russia, na nangangailangan ng muling pagsasaayos ng istraktura ng industriya ng electrotechnical, bilang isang resulta kung saan maraming mga pabrika ang nagbago at pinalawak ang hanay ng mga produkto.

Ang pagbaba sa dami ng mga produktong pang-industriya mula sa mga negosyo ng Russia sa pagtatapos ng ika-20 siglo ay humantong sa isang pagbawas sa pagkonsumo ng kuryente sa bansa. Sa panahon mula 1986 hanggang 2001, ang pagbawas sa pagkonsumo ng kuryente sa Russia ay naganap ng 18% (mula sa 1082.2 bilyon kWh hanggang 888 bilyong kWh), at sa mga bansa ng CIS ay higit pa ito - ng 24% (mula 1673.5 bilyon kWh hanggang 1275). bilyon kWh).Ito ay humantong sa isang pagbawas sa pangangailangan para sa mga bagong electric drive, na nakaapekto sa bilis ng kanilang pag-unlad.

Gayunpaman, sa pagtatapos ng ika-20 siglo sa Russia ay awtomatiko paggalaw na pinapagana ng kuryente nananatiling pangunahing mamimili ng elektrikal na enerhiya at patuloy na umuunlad bilang isang sangay ng electrical engineering at bilang isa sa mga pangunahing direksyon ng electrical engineering. Salamat sa mga tagumpay ng industriya ng elektrikal sa larangan ng paglikha ng mga de-koryenteng makina, mga transformer, mga de-koryenteng aparato, kagamitan sa conversion ng enerhiya, ang modernong electric drive ay nakakatugon sa mataas na mga kinakailangan para sa automation ng mga mekanismo at teknolohikal na linya na pinaglilingkuran nito.

Ang pagsusuri ng kasalukuyang estado ng pang-industriya na electrification at ang pagbuo ng pinagsama-samang mga sistema ng automation ay nagpapakita na ang kanilang batayan ay isang variable na electric drive, na lalong ginagamit sa lahat ng mga spheres ng buhay at aktibidad ng lipunan - mula sa pang-industriyang produksyon hanggang sa globo ng pang-araw-araw na buhay.

Dahil sa patuloy na pagpapabuti ng mga teknikal na katangian ng mga electric drive, sila ang batayan ng modernong teknikal na pag-unlad sa lahat ng mga lugar ng aplikasyon. Kasabay nito, ang isang bilang ng mga kakaiba ay sinusunod sa pagbuo ng isang modernong automated electric drive, dahil sa estado ng base ng elemento nito at ang mga pangangailangan ng produksyon.

Ang unang katangian ng electric drive sa yugtong ito ng pag-unlad nito ay ang pagpapalawak ng larangan ng aplikasyon ng variable electric drive, pangunahin dahil sa dami at husay na paglago ng variable frequency AC drive.

Ang mga pagpapahusay na ginawa sa mga nagdaang taon sa mga thyristor at transistor frequency converter ay humantong sa masinsinang pag-unlad ng mga adjustable electric drive gamit ang mga asynchronous electric motor na may mas simpleng disenyo at may mas mababang pagkonsumo ng metal, na humahantong sa displacement ng mga nakokontrol na direktang kasalukuyang electric drive, na kasalukuyang may isang nangingibabaw na aplikasyon sa Russia.

Ang pangalawang katangian ng pag-unlad ng modernong electric drive ay ang pagtaas ng mga kinakailangan para sa mga dynamic at static na tagapagpahiwatig ng electric drive, pagpapalawak at komplikasyon ng mga function nito na may kaugnayan sa pamamahala ng mga teknolohikal na pag-install at proseso... Ang pag-unlad ng electric drive ay sumusunod sa landas ng paglikha digital control system at pagpapalawak ng paggamit ng makabago teknolohiya ng microprocessor.

Ito ay humahantong sa pagiging kumplikado ng mga electric drive system, samakatuwid, ang tamang pagpapasiya ng mga gawain na maaaring epektibong malutas gamit ang mga modernong microprocessor controllers.

Ang ikatlong katangian ng pagbuo ng isang electric drive ay ang pagnanais na pag-isahin ang base ng elemento nito, lumikha ng kumpletong electric drive gamit ang modernong microelectronics at block-module na prinsipyo... Ang pagpapatupad ng batayan na ito ay ang proseso ng karagdagang pag-unlad at pagpapabuti ng kumpletong electric mga drive gamit ang frequency control system para sa AC motors.

Ang ika-apat na katangian ng pagbuo ng isang modernong electric drive ay ang malawakang paggamit nito para sa pagpapatupad ng mga teknolohiyang nagse-save ng enerhiya sa pamamahala ng mga proseso ng produksyon... Tinutukoy ng pag-unlad ng industriya ang lumalaking kahalagahan ng automated electric drive bilang batayan ng enerhiya para sa ang automation ng mga proseso ng produksyon.

Ang electric drive ay ang pangunahing consumer ng elektrikal na enerhiya. Sa kabuuang dami ng kuryente na ginawa sa ating bansa, higit sa 60% ay na-convert sa pamamagitan ng electric drive sa mekanikal na paggalaw, na tinitiyak ang pagpapatakbo ng mga makina at mekanismo sa lahat ng mga industriya at sa pang-araw-araw na buhay. Kaugnay nito, ang mga tagapagpahiwatig ng enerhiya ng mass electric drive ng maliit at katamtamang kapangyarihan ay may malaking kahalagahan sa paglutas ng mga problemang teknikal at pang-ekonomiya.

Ang problema ng makatuwiran, matipid na pagkonsumo ng kuryente ay nangangailangan ng espesyal na atensyon ngayon. Alinsunod dito, ang pagbuo ng electric drive ay nangangailangan ng isang kagyat na solusyon sa problema ng nakapangangatwiran na disenyo at paggamit ng electric drive mula sa punto ng view ng pagkonsumo ng enerhiya. Ang problemang ito ay nangangailangan ng pananaliksik at pag-unlad ng mga hakbang na naglalayong mapabuti ang kahusayan ng mga electric drive at pag-aayos ng pamamahala ng mga teknolohikal na makina, na binabawasan ang kanilang pagkonsumo ng kuryente.

Ang ikalimang katangian ng pag-unlad ng modernong electric drive ay isang pagnanais para sa isang organikong pagsasanib ng makina at ang mekanismo... Ang kinakailangang ito ay tinutukoy ng pangkalahatang kalakaran sa pag-unlad ng mga teknolohiya na naglalayong gawing simple ang kinematic chain ng mga makina at mekanismo. , na naging posible salamat sa pagpapabuti ng mga sistema ng adjustable electric drive na structurally built in sa mekanismo.

Ang isa sa mga pagpapakita ng trend na ito ay ang pagnanais na malawakang gumamit ng electric drive na walang mga gears... Sa kasalukuyan, ang mga makapangyarihang gearless electric drive ay nilikha para sa roller mill, mine lifting machine, ang mga pangunahing mekanismo ng excavator at high-speed elevator. Ang mga aparatong ito ay gumagamit ng mga motor na may mababang bilis na may nominal na bilis ng pag-ikot mula 8 hanggang 120 rpm. Sa kabila ng pagtaas ng laki at bigat ng naturang mga motor, ang paggamit ng mga electric drive na may direktang drive kumpara sa mga gear ay nabibigyang-katwiran sa pamamagitan ng kanilang higit na pagiging maaasahan at bilis.

Ang kasalukuyang estado, mga pangmatagalang gawain at mga uso sa pagbuo ng isang electric drive ay tumutukoy sa pangangailangan upang mapabuti ang base ng elemento nito.

Mga prospect para sa pagbuo ng base ng elemento ng electric drive

Isinasaalang-alang ang pagbuo ng modernong electric drive, kinakailangang isaalang-alang na ang layunin ng trend ng pagpapabuti ng mga de-koryenteng kagamitan ay ang komplikasyon nito, dahil sa pagtaas ng demand para sa mga teknolohikal na proseso at pagpapalawak ng mga katangian ng consumer ng mga produktong elektrikal.

Sa ilalim ng mga kundisyong ito, ang pangunahing gawain ng pagbuo ng isang electric drive at ang mga paraan ng kontrol nito ay ang pinaka kumpletong kasiyahan ng mga kinakailangan para sa automation ng mga gumaganang makina, mekanismo at teknolohikal na linya. sa tulong ng mga modernong microprocessors. variable speed controllable drives.

Sa kasalukuyan, ang pangunahing gawain ay upang palawakin ang mga lugar ng aplikasyon ng mga AC drive na may variable na boltahe. Ang matagumpay na paglutas ng problemang ito ay nagbibigay-daan upang madagdagan ang mga de-koryenteng kagamitan ng paggawa, mag-mekanisa at mag-automate ng maraming mga teknolohikal na pag-install at proseso, na makabuluhang magpapataas ng produktibidad sa paggawa.

Para sa mga ito, kinakailangan upang malutas ang isang bilang ng mga pang-agham, teknikal at mga problema sa produksyon sa larangan ng electrical engineering, dahil ang pagbuo ng mga electric drive system ay nangangailangan ng pagpapabuti ng mga elemento ng mechanical transmissions, electric motors, semiconductor energy converters at microcontrollers.

Pagpapabuti ng mechanical motion transducers

Ang isang komprehensibong solusyon sa mga isyu ng pagpapabuti ng mga modernong electric drive at electromechanical complex batay sa mga ito ay nangangailangan ng espesyal na pansin sa disenyo at pagpapatupad ng mga mechanical motion converter. Kasalukuyang lumalago ang trend upang gawing simple ang mga mekanikal na kagamitan ng mga kagamitan sa proseso at gawing kumplikado ang kanilang mga de-koryenteng bahagi.

Kapag nagdidisenyo ng mga bagong teknolohikal na kagamitan, malamang na gumamit sila ng "maikling" mekanikal na pagpapadala at direktang drive ng mga de-koryenteng drive.Ipinapakita ng mga isinagawang pag-aaral na sa mga tuntunin ng timbang at laki at mga tagapagpahiwatig ng kahusayan, ang mga gearless electric drive ay maihahambing sa bigat at laki at mga indicator ng kahusayan ng mga geared electric drive, kung hindi lamang ang electric motor ang isinasaalang-alang, kundi pati na rin ang gearbox.

Ang isang makabuluhang pakinabang sa paggamit ng matibay na mekanikal na pagpapadala at walang gear na mga de-koryenteng drive ay ang pagkamit ng mas mataas na mga tagapagpahiwatig ng kalidad ng mga sistema ng kontrol ng paggalaw para sa mga ehekutibong katawan ng mga makina at ang pagiging maaasahan ng mga mekanismo. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang pinalawig na mekanikal na pagpapadala na sakop ng feedback ay makabuluhang nililimitahan ang bandwidth ng electric drive control system dahil sa pagkakaroon ng nababanat na mekanikal na mga vibrations.

Ang pinakasimpleng mekanikal na pagpapadala para sa mga pangkalahatang pang-industriya na aplikasyon ay karaniwang may ilang mga resonant frequency ng elastic vibration dahil sa flexibility ng mga ngipin, shaft at suporta. Kung idaragdag natin dito ang pangangailangan na gawing kumplikado ang mga mekanika dahil sa paggamit ng mga backlash sampling device, magiging malinaw na ang paggamit ng mga gearless drive ay magiging mas at mas may kaugnayan, lalo na para sa mataas na pagganap at de-kalidad na kagamitan sa proseso.

Ang isang maaasahang direksyon sa pagbuo ng mga de-koryenteng drive ay ang paggamit ng mga linear na de-koryenteng motor, na ginagawang posible na patayin hindi lamang ang gearbox, kundi pati na rin ang mga aparato na nagko-convert ng rotational na paggalaw ng mga rotor ng mga makina sa pagsasalin ng paggalaw ng nagtatrabaho. katawan ng mga makina.Ang electric drive na may linear na motor ay isang organikong bahagi ng pangkalahatang disenyo ng makina, na lubos na nagpapasimple sa kinematics nito at lumilikha ng mga pagkakataon para sa pinakamainam na disenyo ng mga makina na may translational movement ng mga gumaganang katawan.

Kamakailan lamang, ang mga teknolohikal na kagamitan na may mga de-koryenteng motor na binuo sa mekanismo ay masinsinang binuo. Ang mga halimbawa ng mga naturang device ay:

• kasangkapang pang-kapangyarihan,

• mga motor para sa pagmamaneho ng mga robot at manipulator na naka-embed sa articulated joints,

• electric drive ng hoisting winches, kung saan ang motor ay structurally pinagsama sa isang drum na gumaganap bilang isang rotor.

Sa mga nagdaang taon, naobserbahan ng domestic at foreign practice ang isang trend patungo sa mas malalim na pagsasama ng electromechanical converter (electric motor) sa working body at ilang control device. Ito ay, halimbawa, isang gulong ng motor sa isang traksyon na electric drive, electrospindel sa mga grinding machine, ang shuttle ay isang translationally moving element ng isang linear electric drive ng weaving equipment, isang executive body ng coordinate constructor na may two-coordinate (X, Y) motor.

Ang trend na ito ay progresibo dahil ang pinagsamang mga electric drive ay may mas mababang pagkonsumo ng materyal, may pinahusay na mga katangian ng enerhiya, ay compact at madaling gamitin. Gayunpaman, ang paglikha ng maaasahan at matipid na pinagsamang mga electric drive ay dapat na mauna sa pamamagitan ng komprehensibong teoretikal at eksperimentong pag-aaral, pati na rin ang mga pag-unlad ng disenyo na isinasagawa sa modernong antas, na kinakailangang kasama ang pag-optimize ng parameter, pagkuha ng mga pagtatantya ng pagiging maaasahan.Bilang karagdagan, ang gawain sa direksyon na ito ay dapat isagawa ng mga espesyalista mula sa iba't ibang mga profile.

Tingnan din: Variable electric drive bilang isang paraan ng pag-save ng enerhiya