Klasyfikacja napędów elektrycznych

Klasyfikacja napędów elektrycznych jest zwykle dokonywana według rodzaju ruchu i sterowalności, rodzaju elektrycznych i mechanicznych urządzeń transmisyjnych, sposobu przekazywania energii mechanicznej do organów wykonawczych.

Różnią się rodzajem ruchu napędy elektryczne obrotowe i translacyjne jednokierunkowe i wsteczne, a także napędy elektryczne do ruchu posuwisto-zwrotnego.

W oparciu o zasadę sterowania prędkością i położeniem korpusu wykonawczego napęd elektryczny może być:

• nieregulowana i zmienna prędkość;

• zwolennik (za pomocą napędu elektrycznego ruch narządu wykonawczego jest odtwarzany zgodnie z dowolnie zmieniającym się sygnałem odniesienia);

• sterowane programowo (napęd elektryczny zapewnia ruch organu wykonawczego zgodnie z zadanym programem);

• adaptacyjny (napęd elektryczny automatycznie zapewnia optymalny tryb ruchu organu wykonawczego, gdy zmieniają się warunki jego pracy);

• pozycyjny (napęd elektryczny zapewnia regulację położenia korpusu wykonawczego maszyny roboczej).

Charakter mechanicznego urządzenia transmisyjnego rozróżnia między przekładniowym napędem elektrycznym, zawierającym jeden z rodzajów mechanicznych urządzeń transmisyjnych, oraz napędem bezprzekładniowym, w którym silnik elektryczny jest bezpośrednio połączony z napędem.

Ze względu na charakter urządzenia do konwersji elektrycznej wyróżniam:

• napęd elektryczny zaworu, urządzenie przetwarzające, w którym znajduje się przetwornica mocy tyrystora lub tranzystora;

• sterowany układ prostownik-silnik (UV-D) - elektryczny napęd prądu stałego zaworu, którego przetwornicą jest prostownik o regulowanym napięciu;

• układ przetwornica częstotliwości - silnik (PCh -D) - zawór elektryczny napęd prądu przemiennego, którego przetwornicą jest urządzenie regulowana przetwornica częstotliwości;

• układ prądnica-silnik (G-D) i silnik ze wzmacniaczem magnetycznym (MU-D) — regulowany napęd elektryczny, którego przekształtnikiem jest odpowiednio przekształtnik maszyny elektrycznej, lub wzmacniacz magnetyczny.

Zgodnie z metodą przekazywania energii mechanicznej do organu wykonawczego napędy elektryczne dzielą się na grupowe, indywidualne i wzajemnie połączone.

Zespołowy napęd elektryczny charakteryzujący się tym, że kilka organów wykonawczych jednej lub kilku maszyn roboczych jest napędzanych z jednego silnika poprzez przekładnię.

Łańcuch kinematyczny w takim napędzie jest skomplikowany i uciążliwy, a sam napęd elektryczny nieekonomiczny, jego obsługa i automatyzacja procesów technologicznych skomplikowana.W rezultacie napęd elektryczny przekładni jest obecnie prawie nieużywany, ustępując miejsca oddzielnym i połączonym ze sobą.

Indywidualny napęd elektryczny charakteryzujący się tym, że każdy korpus wykonawczy maszyny roboczej napędzany jest własnym, odrębnym silnikiem. Ten rodzaj napędu jest obecnie dominujący, ponieważ przy indywidualnym napędzie elektrycznym upraszcza się (w niektórych przypadkach całkowicie eliminuje) przeniesienie kinematyki z silnika na korpus wykonawczy, łatwo przeprowadza się automatyzację procesu technologicznego, a poprawiają się warunki pracy pracującej maszyny.

Indywidualny napęd elektryczny jest szeroko stosowany w różnych nowoczesnych maszynach, na przykład: w skomplikowanych maszynach do cięcia metalu, walcowanych produkcjach hutniczych, maszynach podnoszących i transportujących, manipulatorach robotów itp.

Wzajemnie połączony napęd elektryczny zawiera dwa lub więcej połączonych elektrycznie lub mechanicznie oddzielnych napędów elektrycznych, podczas pracy których zachowany jest określony stosunek lub równość prędkości lub obciążeń lub położenie organów wykonawczych maszyn roboczych.

Potrzeba takiego napędu wynika ze względów konstrukcyjnych lub technologicznych. Przykładem wielosilnikowego połączonego napędu elektrycznego z wałem mechanicznym jest napęd długiego przenośnika taśmowego lub łańcuchowego, napęd platformy mechanizmu wahadłowego koparki mechanicznej oraz napęd przekładni głównej śruby napędowej naciskać.

W przypadku, gdy w połączonym napędzie elektrycznym zachodzi potrzeba zachowania stałości stosunku prędkości organów roboczych, które nie mają połączeń mechanicznych lub gdy wykonanie połączeń mechanicznych jest utrudnione, stosuje się specjalny schemat elektryczny połączenia dwóch lub więcej silników elektrycznych, zwany schematem wału elektrycznego.

Przykładem takiego napędu jest napęd złożonej maszyny do obróbki metalu, elektryczny napęd zamków i mostów ruchomych itp. Połączony napęd elektryczny jest szeroko stosowany w maszynach papierniczych, maszynach tekstylnych, walcowniach metalurgicznych itp.

W maszynie do cięcia metalu ruch w różnych współrzędnych niezbędnych do obróbki części jest realizowany przez oddzielne napędy elektryczne. Razem można je nazwać wielosilnikowym napędem maszyny elektrycznej.

Podobnie, napęd elektryczny koparki wielosilnikowej łączy oddzielne napędy elektryczne dla głównych operacji roboczych (głowica, podnoszenie, obracanie i jazda). Jednocześnie istnieją napędy elektryczne, w których ten sam korpus wykonawczy maszyny roboczej jest napędzany przez kilka silników, co w niektórych przypadkach umożliwia zmniejszenie siły w organie wykonawczym, bardziej równomierne jej rozłożenie itp.

Tym samym wielosilnikowy napęd elektryczny długiego przenośnika zgrzebłowego w porównaniu z jednosilnikowym charakteryzuje się bardziej równomiernym obciążeniem i mniejszym naprężeniem elementu ciągnącego-łańcucha.

Ze względu na stopień automatyzacji napędy elektryczne można podzielić na ręczne, zautomatyzowane i automatyczne. W większości przypadków stosowane są dwa ostatnie typy napędów elektrycznych.

A. I.Miroshnik, OA Łysenko