Co to jest napęd elektryczny?
Każda maszyna składa się z trzech głównych części: silnika, mechanizmu przeniesienia napędu do korpusu wykonawczego. Aby maszyna technologiczna spełniała swoje funkcje, jej organy wykonawcze muszą wykonywać bardzo specyficzne ruchy, które realizowane są za pomocą napędu.
Generalnie napęd może być ręczny, konny, mechaniczny, a także turbiną wiatrową, kołem wodnym, turbiną parową lub gazową, silnikiem spalinowym, pneumatycznym, hydraulicznym lub elektrycznym. Napęd jest głównym elementem konstrukcyjnym każdej maszyny technologicznej, jego głównym zadaniem jest zapewnienie niezbędnego ruchu korpusu wykonawczego maszyny zgodnie z zadanym prawem. Nowoczesną maszynę technologiczną można przedstawić jako zespół współpracujących ze sobą napędów połączonych systemem sterowania, który zapewnia organom wykonawczym niezbędne ruchy po złożonych trajektoriach.
W procesie rozwoju produkcji przemysłowej napęd elektryczny zajął pierwsze miejsce w przemyśle i życiu codziennym pod względem liczby i łącznej mocy zainstalowanej silników. W każdym napędzie elektrycznym można wyróżnić sekcję mocy, przez którą energia przekazywana jest z silnika do korpusu wykonawczego, oraz układ sterowania, który zapewnia jego niezbędny ruch zgodnie z zadanym prawem.
Wraz z rozwojem technologii definicja napędu elektrycznego została udoskonalona i rozszerzona zarówno w kierunku mechaniki, jak iw kierunku systemów sterowania. W książce „Zastosowanie silników elektrycznych w przemyśle”, opublikowanej w 1935 r., Profesor Leningradzkiego Instytutu Przemysłowego W. K. Popow podał następującą definicję sterowanego napędu elektrycznego: „Nazywamy sterowany silnik i napędzamy taki, który może zmieniać prędkość niezależnie od Ładowanie. »
Poszerzanie obszarów zastosowań i funkcji napędów elektrycznych w kompleksowej automatyzacji procesów produkcyjnych wymaga doprecyzowania i poszerzenia pojęcia „napędu elektrycznego”. Na III Konferencji na temat Automatyzacji Procesów Wytwarzania w Budowie Maszyn i Zautomatyzowanego Napędu Elektrycznego w Przemyśle, która odbyła się w Moskwie w maju 1959 roku, zastosowano następującą definicję: kontrola przetwarzanej energii mechanicznej.»
W 1960 r. S.I.Artobolevsky w swojej pracy „Napęd - główny element konstrukcyjny maszyny” stwierdził, że badaniu napędów jako złożonych systemów, w tym silnika, mechanizmu przekładni i mechanizmu napędowego, nie poświęca się niezbędnej uwagi. Teoria napędu elektrycznego bada warunki pracy silnika elektrycznego bez uwzględnienia mechanizmu przekładni i korpusu pomocniczego, a mechanika teoretyczna bada urządzenia przekładniowe i organy wykonawcze bez uwzględnienia wpływu silnika.
W 1974 roku w podręczniku „Podstawy zautomatyzowanego napędu elektrycznego” Chilikina M.G. i innych autorów podano następującą definicję: „Napęd elektryczny to urządzenie elektromechaniczne przeznaczone do elektryfikacji i automatyzacji procesów przemysłowych, składające się z przetwornicy, silnika elektrycznego , urządzenie do transmisji i zarządzania”.
Z urządzenia transmisyjnego energia mechaniczna przekazywana jest bezpośrednio do korpusu wykonawczego lub roboczego mechanizmu produkcyjnego. Napęd elektryczny przetwarza energię elektryczną na energię mechaniczną i zapewnia sterowanie elektryczne przetwarzanej energii zgodnie z wymaganiami technologicznymi dla trybów pracy mechanizmu produkcyjnego.
W 1977 roku w słowniku politechnicznym, opublikowanym pod redakcją akademika I.I. Artobolewskiego podano następującą definicję: „Napęd elektryczny to elektromechaniczne urządzenie do napędzania mechanizmów i maszyn, w którym silnik elektryczny służy jako źródło energii mechanicznej. Napęd elektryczny składa się z jednego lub więcej silników elektrycznych, mechanizmu przekładni i urządzeń sterujących. »
Nowoczesne napędy elektryczne charakteryzują się wysokim stopniem automatyzacji, co pozwala im pracować w najbardziej ekonomicznych trybach i odtwarzać z dużą dokładnością niezbędne parametry ruchu korpusu wykonawczego maszyny. Dlatego na początku lat 90. koncepcja napędu elektrycznego zostanie rozszerzona na dziedzinę automatyki.
W GOST R50369-92 «Napędy elektryczne. Terminy i definicje” podaje się następującą definicję: „Napęd elektryczny jest układem elektromechanicznym składającym się z ogólnego przypadku współdziałających przetworników energii elektrycznej, przetworników elektromechanicznych i mechanicznych, urządzeń sterujących i informacyjnych oraz urządzeń służących do podłączenia zewnętrznych elektrycznych, mechanicznych, sterujących i informacyjnych układy przeznaczone do wprawiania w ruch organów wykonawczych maszyny roboczej oraz sterowania tym ruchem w celu realizacji procesu technologicznego. »
W podręczniku V.I. Klyucheva „Teoria napędu elektrycznego”, opublikowana w 2001 r., podaje następującą definicję napędu elektrycznego jako urządzenia technicznego: „Napęd elektryczny jest urządzeniem elektromechanicznym przeznaczonym do napędzania organów roboczych maszyn i sterowania procesami technologicznymi, składającym się z przekładni urządzenie , urządzenie z silnikiem elektrycznym i urządzenie sterujące «… W tym przypadku podano następujące wyjaśnienia dotyczące celu i składu różnych części napędu elektrycznego.
Zespół przekładni zawiera przekładnie mechaniczne do sprzęgieł, które są niezbędne do przekazywania energii mechanicznej generowanej przez silnik do napędu.
Przetwornica przeznaczona jest do sterowania przepływem energii elektrycznej pochodzącej z sieci w celu regulacji trybów pracy silnika i mechanizmu. Jest to część zasilająca układu sterowania napędem elektrycznym.
Urządzenie sterujące jest informacyjną niskoprądową częścią układu sterującego, przeznaczoną do zbierania i przetwarzania wejściowych informacji o wpływie nastawy, stanu układu oraz generowania na tej podstawie sygnałów sterujących do konwersji urządzeń elektromotorycznych .
Generalnie pojęcie „napędu elektrycznego” może mieć dwojaką interpretację: napęd elektryczny jako zbiór różnych urządzeń oraz napęd elektryczny jako dziedzina nauki. W podręczniku uniwersyteckim „Teoria zautomatyzowanego napędu elektrycznego”, opublikowanym w 1979 roku, zauważono, że „teoria napędu elektrycznego jako samodzielna nauka narodziła się w naszym kraju”. Za początek jego powstania można uznać rok 1880, kiedy to w czasopiśmie „Elektryczność” opublikowano artykuł D. A. Lachinowa „Praca elektromechaniczna”, w którym po raz pierwszy uzasadniono zalety elektrycznego rozdziału energii mechanicznej.
W tym samym podręczniku pojęcie napędu elektrycznego jest podane jako dział nauk stosowanych: „Teoria napędu elektrycznego jest nauką techniczną, która bada ogólne właściwości układów elektromechanicznych, prawa rządzące ich ruchem oraz metody syntezy takich układów według podanych wskaźników. »
Obecnie napęd elektryczny jest ważną, prężnie rozwijającą się dziedziną nauki i techniki, która zajmuje wiodące miejsce w elektryfikacji i automatyzacji przemysłu i życia codziennego, kierunek jego rozwoju wyznacza poszerzanie obszarów zastosowań i zwiększone wymagania dotyczące urządzeń elektrycznych. systemy i kompleksy.
Napęd elektryczny stanowi energetyczną podstawę uprzemysłowienia procesów technologicznych w produkcji przemysłowej. Tempo jego występów jest wysokie. Napęd elektryczny zużywa ponad 60% całkowitej energii elektrycznej.
Udoskonalenie napędów elektrycznych jest obecnie prowadzone w kierunku zwiększenia ich wydajności, niezawodności, wydajności, dokładności pracy, zmniejszenia ciężaru właściwego i wskaźników wielkości poszczególnych urządzeń i układów elektromechanicznych jako całości. Na wszystkich etapach doskonalenia elektrotechniki osiągnięciu niezbędnych wskaźników przez napęd elektryczny towarzyszył rozwój jego podstaw teoretycznych.