Электропривода: Что такое электропривод? | Факультет автоматизированных и информационных систем — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Содержание

Что такое электропривод? | Факультет автоматизированных и информационных систем

Современный электропривод – высокотехнологичная автоматизированная электромеханическая система, которая включает в себя механические, электрические и электронные компоненты. Это: механическая передача (редуктор), электродвигатель, электронный преобразователь параметров электрической энергии, система управления.

С помощью электропривода приводятся в движение почти все механизмы на производстве, транспорте, медицине, в быту и других сферах: станки и подъемный краны, насосы и конвейеры, троллейбусы и поезда, трамваи и метро, кондиционеры и вентиляторы, принтеры и сканеры, стиральные машины и компрессоры холодильников, миксеры и блендеры, небулайзеры и компрессоры тонометров, роботы и дроны, перфоратор Вашего соседа, кулер процессора Вашего компьютера, вибросигнал смартфона в Вашем кармане, и многое другое. Разнообразные электроприводы от крохотного, который вращает стрелки электронных часов, до гиганта высотой в 2 этажа, приводящего в движение насос на ТЭЦ для подачи отопления району города, потребляют более 60% вырабатываемой электроэнергии. Без электроприводов невозможно современное автоматизированное производство.

На заре развития электропривода двигатель был просто подключен к источнику электроэнергии и вращал общий вал, от которого вращение передавалось ко всем станкам цеха. Скорость вращения двигателя не регулировалась. С течением времени совершенствовались технологии, что повышало требования к электроприводу. Совершенствовался сам электропривод. Сейчас электропривод не просто приводит в движение, а и управляет этим движением в автоматическом режиме с высокой точностью. Погрешность скорости вращения двигателя может не превышать сотых долей процента. Примером машин с такими высокими требованиями могут служить станки с числовым программным управлением (ЧПУ) и бумагоделательные машины.

Для управления движением необходимо изменять параметры подводимой к электродвигателю электрической энергии. Для этого используется электронный преобразователь. Причем доля регулируемого электропривода постоянно растет. Управление преобразователем и, следовательно, движением, сейчас осуществляется с помощью микропроцессорной техники. С помощью микропроцессоров и стало возможным достижение небывалой ранее точности управления. Для

автоматизации используются промышленные компьютеры, которые отличаются от обычных только повышенной надежностью.

Таким образом, современный автоматизированный электропривод – это симбиоз электромеханики и IT-технологий. И на современном производстве от инженера – электроприводчика требуется умение наладки цифрового электропривода, настройки и программирования средств автоматизации (программируемые логические контроллеры, цифровые регуляторы, датчики технологических параметров).

*/ ]]>

Типы и назначение электропривода — Часть 1 из 3: Общая структурная блок-схема

Основной задачей электропривода является приведение в движение рабочего органа производственного механизма по определенному закону. Закон изменения параметров электрического привода зависит от технологического процесса, выполняемого производственным механизмом, для которого данный электрический привод используется. Электропривод включает в себя определенные взаимосвязанные и взаимодействующие друг с другом электрические, механические и электромеханические устройства.

Общая структурная блок-схема электропривода.

Основным элементом электрического привода 6 является электрический двигатель 1, который является электромеханическим преобразователем поступающей от источника питания 3 электрической энергии (ЭЭ) в механическую энергию (МЭ), приводящую в движение рабочий орган 7 производственного механизма 8.

Основной задачей электрического двигателя 1 является преобразование электрической энергии в механическую, однако, электрический двигатель в системе электрического привода может производить и обратное преобразование механической энергии, запасенной в рабочем органе производственного механизма, в электрическую энергию. Такой режим работы электрического привода называется тормозным.

От электродвигателя механическая энергия передается рабочему органу 7 производственного механизма 8 через передачу 9. Передача 9 может быть механической, гидравлической или электромагнитной.

За счет механической энергии, передаваемой от двигателя 1 через передачу 9, рабочему органу 7 сообщается механическое движение. В задачу передачи 9 входит согласование параметров движения электрического двигателя и производственного механизма.

Существует много электрических приводов, у которых электродвигатель соединяется без передачи с рабочим органом производственного механизма, то есть осуществляется, так называемая, непосредственная передача. Электроприводы с непосредственной связью между двигателем и производственным механизмом экономически более выгодны и более надежны в работе. Отсюда можно сделать вывод, что механическая передача не является обязательным элементом электрического привода.

Электроэнергия поступает от источника питания 3 на электродвигатель через преобразователь 2, который используется для согласования параметров сети с параметрами электродвигателя и для управления потоком электроэнергии. Управление потоком электрической энергии осуществляется с помощью системы управления преобразователем 4. Силовой блок преобразователя 2 и блок управления 4 объединены в единое преобразующее устройство 5. Во многих электрических приводах электроэнергия от источника питания поступает напрямую на электродвигатель. Отсюда следует, что преобразователь 5 может отсутствовать в системе электропривода и является необязательным элементом электрического привода.

Блок-схема основных элементов электрического привода, без которых он не может работать.

Все части: 1 | 2 | 3

ОАО СКБ СПА — Электроприводы

Однооборотные электроприводы

МЭО(Ф)12.0

Каталог

Электроприводы МЭО(Ф)12.0 предназначены для работы в качестве исполнительных органов в системах АСУ ТП и в ручном режиме.

Разработаны для управления четвертьоборотными поворотными органами.
Например, шаровыми кранами и поворотными затворами.
Выходной крутящий момент от 60 до 2500 Н.м.
Время полного хода от 17 до 87 с, в зависимости от исполнения.
Выпускаются в общепромышленном и взрывозащищенном исполнениях (ExdIICT4).
Корпус электропривода изготовлен из анодированного алюминия, который покрыт эпоксидной эмалью, препятствующей окислению.
Температура окружающей среды для общепромышленного исполнения от -20 до +70°С.
Для взрывозащищенного исполнения -20 до +55°С.
Степень защиты от пыли и влаги IP67 (IP68 — опция).
Масса от 11 до 70 кг , в зависимости от исполнения.

МЭО(Ф)12.1

Каталог

Электроприводы серии МЭО(Ф)12.1 используется для управления дисковыми затворами, заслонками, шаровыми кранами, вентилями с углом открытия 0° ～ 270°.

Электроприводы широко применяются в нефтяной и нефтеперерабатывающей отрасли, химии,водоочистки, транспортировки, бумажной промышленности, тепловых электростанций, отоплении, легкой промышленности и в других отраслях.
Имеют питающее напряжение 380В/220В/110 В переменного тока или 24 В/110VDC.
Cигналы управления на входе 4-20мА или 0-10В.
Выходной крутящий момент данной серии от50 до 6000 Н•М.
Время полного хода от 22 до 185 с, в зависимости от исполнения.
Выпускаются в общепромышленном и взрывозащищенном исполнениях (ExdIIСT5).
Корпус электропривода выполнен из алюминиевого сплава, с обработкой анодным окислением с полиэфирным покрытием.
Степень защиты от пыли и влаги IP67 (IP68).
Масса от 7,5 до 83 кг, в зависимости от исполнения.

МЭО(Ф)12.2

Каталог

Электроприводы серии МЭО(Ф)12.2 используется для применения с неполноповоротной (90°) трубопроводной арматурой: для заслонок, шаровых кранов и другого оборудования.

Электроприводы широко применяются в нефтяной и нефтеперерабатывающей отрасли, химии, водоочистки, транспортировки, бумажной промышленности, тепловых электростанций, отоплении, легкой промышленности и в других отраслях.
Имеют питающее напряжение 380В/220В/110 В переменного тока или 24 В/110VDC.
Выходной крутящий момент данной серии от 100 до 9000 Н•М.
Выпускаются в общепромышленном и взрывозащищенном исполнениях.
Корпус электропривода выполнен из алюминиевого сплава, с обработкой анодным окислением с полиэфирным покрытием.
Степень защиты от пыли и влаги IP67 (IP68).

Прямоходные электроприводы

МЭП14-20

Каталог

Линейные электрические приводы серии МЭП14-20 используется для управления арматурой с поступательным движением штока, например, клапанами.
МЭП14-20 имеют небольшую массу, габариты, большое количество опций.
Легко устанавливаются на арматуру.

Удобны в эксплуатации.
Усилие на выходном штоке электропривода от 2000 до 30000 Н.
Максимальный ход до 100 мм.
Корпус привода сделан из алюминиевого сплава, с анодной оксидной обработкой корпуса и порошковым полиэфирным покрытием.
Имеет взрывозащищенное исполнение.
Степень защиты от пыли и влаги IP67 (IP68 — опция).
Электродвигатели — асинхронные, небольшого размера, с большим крутящим моментом и малой силой инерции, с изоляцией класса F (до 180 °С), со встроенной тепловой защитой.
Масса от 18 до 35 кг, в зависимости от исполнения.

Многооборотные электроприводы

МЭМ15.3

Каталог

МЭМ15.3 применяются для управления различной трубопроводной арматурой: дроссельными клапанами, шаровыми кранами, задвижками, регулирующими клапанами и т.д.
Легко устанавливаются на арматуру.
Удобны в эксплуатации.
Номинальный крутящий момент на выходном валу электропривода 70, 120, 200, 500 Н.м в зависимости от исполнения.

Скорость от 45 до 105 об/мин в зависимости от исполнения.
Основной корпус изготовлен из чугуна. Остальные детали корпуса выполнены из алюминиевого сплава.
Степень защиты от пыли и влаги IP67 (IP68 — опция).
Электродвигатель — асинхронный с короткозамкнутым ротором, небольшого размера, с большим крутящим моментом и малой силой инерции, с изоляцией класса F, со встроенной тепловой защитой.
Масса от 32 до 70 кг, в зависимости от исполнения.

Функциональные устройства для электроприводов

Электронный блок управления (тип Е)

Блок управления работает по сигналам от системы управления по дискретным сигналам (пассивный сухой контакт при подаче напряжения 24 В, 220 В) или аналоговым сигналам (постоянный ток 4-20 мА, от 0 до 10 В и т.д. Компоненты электронного блока, жидкокристаллический дисплей , ручки и другие вспомогательные устройства интегрированы в рамках единой системы управления блока. Продукт имеет совершенную интеллектуальную функцию защиты и значительно упрощает работу эксплуатирующего персонала.

Интеллектуальный блок привода МЭО(Ф)12.1

Интеллектуальный микропроцессорный контроллер, использующий МПУ (микропроцессорное устройство) для управления, может управляться дискретными сигналами, аналоговыми и цифровыми сигналами управления. Адаптерный трехфазный пускатель или полупроводниковое реле управляют прямым и реверсивным направлением работы двигателя. В блоке управления заложена встроенная схема защиты от перегревания, потери фазы, превышения по моменту и т.д. Блок управления может обеспечить выдачу обратного сигнала положения, обратную связь по состоянию положения выходного вала от программируемого реле. Сигнал управления разделяется на 2 типа: тип Включено /Выключено (ON/OFF) и Модулирующий тип (обозначение ZK для типа Включено/Выключено(ON/OFF), ZT для модулирующего типа).
Питание может быть однофазным и трехфазным (обозначение 2С для однофазного, 3С для трехфазного). Тип Включено/Выключено (ON/OFF) управляется дискретными сигналами управления, МПУ (микропроцессорное устройство) при этом контролирует обработку данных и выдает команды для работы двигателя привода в направлении открытия или закрытия. Пропорциональный тип управления работает по аналоговым сигнала.
Тип поддерживаемых протоколов: Profibus, Modbus, FF, HART, Device Net.
DP, Modbus, FF, HART, Device Netа.

Функциональный блок MODBUS для электроприводов 1Х.1

Функциональный блок MODBUS оснащен коммуникационной платой для поддержания соответствующего протокола. Плата использует интерфейс 485 и может работать в режиме 2-х (в режиме полудуплекса) или 4-х проводном (в режиме полного дуплекса) электрической схемы и поддерживает скорость передачи данных до 38, 4 кбит/сек. Мастер и ведомые устройства: максимально 247 ведомых устройств, подключенных к одному мастеру; без ретрансляторов максимально 32 устройства.

Контроллер PROFIBUS SM

Функциональный блок ITPB-SMC обеспечивает множественные коммуникационные функции на основе 8-разрядного микропроцессора и Контроллера Profibus.

Контроль и подтверждение статуса всех операций и движения привода обрабатываются в цифровом коде. Это позволяет обрабатывать и/или передавать огромные объемы данных, которые невозможно было бы обработать в аналоговом типе. Кроме того, при установке в локальной области, можно подключить большое количество приводов с минимальным количеством кабелей. С точки зрения обслуживания, это обеспечивает большую надежность и удобство по сравнению с аналоговыми типами подключений.

Электропривод — это… Что такое Электропривод?

Электрический привод (сокращённо — электропривод) — это электромеханическая система для приведения в движение исполнительных механизмов рабочих машин и управления этим движением в целях осуществления технологического процесса.
Современный электропривод — это совокупность множества электромашин, аппаратов и систем управления ими. Он является основным потребителем электрической энергии (до 60 %) и главным источником механической энергии в промышленности.

Виды электроприводов

Нерегулируемые, простейшие, предназначенные для пуска и остановки двигателя, работающие в односкоростном режиме.
Регулируемые, допускающие изменение частоты вращения и управление пуском и торможением электродвигателя для заданного технологического процесса. Способ регулирования зависит от типа двигателя. Так, для машин переменного тока применимо управление частотой, током в роторе. Для коллекторных машин применимо регулирование напряжением.
Неавтоматизированные
Автоматизированные
Линейные — для частных случаев.
Вращательные — наиболее распространённый тип. Чаще всего линейное перемещение получают механическими преобразователями вращательного движения двигателя.

Подбор электродвигателя

Качество работы современного электропривода во многом определяется правильным выбором используемого электрического двигателя, что в свою очередь обеспечивает продолжительную надёжную работу электропривода и высокую эффективность технологических и производственных процессов в промышленности, на транспорте, в строительстве и других областях.

При выборе электрического двигателя для привода производственного механизма руководствуются следующими рекомендациями:

Исходя из технологических требований, производят выбор электрического двигателя по его техническим характеристикам (по роду тока, номинальным напряжению и мощности, частоте вращения, виду механической характеристики, перегрузочной способности, пусковым, регулировочным и тормозным свойствами др.), а также конструктивное исполнение двигателя по способу монтажа и крепления.
Исходя из экономических соображений, выбирают наиболее простой, экономичный и надёжный в эксплуатации двигатель, не требующий высоких эксплуатационных расходов и имеющий наименьшие габариты, массу и стоимость.
Исходя из условий окружающей среды, в которых будет работать двигатель, а также из требований безопасности работы во взрывоопасной среде, выбирают конструктивное исполнение двигателя по способу защиты.

Правильный выбор типа, исполнения и мощности электрического двигателя определяет не только безопасность, надёжность и экономичность работы и длительность срока службы двигателя, но и технико-экономические показатели всего электропривода в целом.

Алгоритм выбора электропривода

Принцип действия исполнительных механизмов не является ключевым фактором выбора электропривода, ключевыми в данном случае являются характеристики технологического процесса, которые должен обеспечить механизм. Этому же условию должен соответствовать и электропривод.

Например алгоритм выбора технических специалистов, обслуживающих технологические процессы, в которых исполнительным механизмом является трубопроводная арматура, будет следующим:

Выполняемая функция: запорная, дросселирующее регулирование, запорно-регулирующий режим, отсечка и т.д.
Пропускная способность.
Транспортируемая среда: абразивная, агрессивная химически, вязкая пульпа, огнеопасный газ, пар и т.д.
Время срабатывания арматуры (в зависимости от типа).
Высокая ремонтопригодность и длительный срок службы.

Следует иметь ввиду, что не может быть универсального электропривода. В качестве примера, приведём средний медеплавильный цех: цех имеет несколько анодных печей, печи работают в разных режимах: загрузка, плавление, восстановление, окисление и это неполный перечень. Требуемые характеристики механизмов для этих режимов различны, на каждом процессе бывает задействована различная группа приводной арматуры. Диаметры разнятся от 200 до 900 мм, различны и подающиеся среды – мазут, газ, воздух и проч., температурные режимы так же изменяются.

С другой стороны, конструкция электропривода может быть модульной, части привода могут свободно меняться, причём блоки разных исполнений должны быть по возможности унифицированы и легко заменяться.

Для некоторых механизмов, работающих в повторно-кратковременном режиме (краны, лифты), большую часть рабочего цикла двигатель работает на естественной характеристике и только относительно небольшое время работает на регулировочной характеристике, обычно на пониженной частоте вращения. В этом случае потери электроэнергии на регулировочной характеристике, сравнительно невелики, так как невелико время работы на ней. Поэтому здесь можно применять простые и дешёвые способы регулирования, даже если они вызывают повышенные потери мощности в обмотках.

Основными типами электродвигателей, которые используются для привода производственных механизмов с регулируемой скоростью движения рабочего органа, являются двигатели постоянного тока и асинхронные с короткозамкнутым или фазным ротором. Наиболее просто требуемые искусственные характеристики получаются у двигателей постоянного тока, поэтому до недавнего времени они преимущественно и находили применение для регулируемых электроприводов. С другой стороны, асинхронные двигатели, уступая двигателям постоянного тока по возможностям регулирования частоты вращения, по сравнению с последними проще в изготовлении и эксплуатации и имеют относительно меньшие массу, размеры и стоимость. Именно эти отличительные свойства асинхронных двигателей определили их главенствующее использование в промышленном нерегулируемом электроприводе. ^[1]

Число выпускаемых двигателей постоянного тока составляет лишь 4-5% числа двигателей переменного тока.

Современные российские производители электроприводов

Проблема регулирования скорости движения машин и механизмов с целью экономии электроэнергии решалась в последние десятилетия в основном с помощью регулируемых электроприводов. Причём, если ещё в 70-80-х годах преобладающими были регулируемые электроприводы постоянного тока, то в настоящее время они повсеместно вытесняются регулируемыми электроприводами переменного тока, как правило, с асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором. Объясняется это достижениями микроэлектроники, позволяющими реализовать небольшими аппаратными затратами довольно сложные алгоритмы управления электродвигателем переменного тока, который в общем случае предпочтительнее двигателя постоянного тока по надёжности, массе, габаритам и стоимости.

Некоторые из производителей в России и СНГ: ООО «Электропривод» (Украина, Запорожье), ОАО Завод «Преобразователь» (Украина, Запорожье), ОАО «Запорожский электроаппаратный завод», НИПТИЭМ, ОАО «Владимир», ООО «АВВИ», ООО «Двигатель», «ТОМЗЭЛ», ЗАО Томск, ООО «Кранприборсервис» на базе СКТБ Башенного Краностроения (СКТББК г. Москва), ЗАО «Комбарко» (Россия, г. Москва), ООО НПФ «Ирбис» (г. Новосибирск), ООО «ЧЭАЗ — ЭЛПРИ» (дочернее предприятие ОАО «Чебоксарский электроаппаратный завод»), НТЦ «Приводная техника» (г. Челябинск), НПП «Уралэлектра» (г. Екатеринбург).

В статье А. Колпакова дан полный обзор российских производителей электроприводов.

См. также

Примечания

Ссылки

Wikimedia Foundation. 2010.

Тяговый электропривод: новый уровень производительности

Тяговые электроприводы переменного тока General Electric для карьерных самосвалов

Максимальная скорость до 64 км/ч, динамическое торможение практически до полной остановки, более высокая, по сравнению с гидромеханическими трансмиссиями и трансмиссиями постоянного тока, скорость на подъемах -все это, плюс высокая надежность и увеличенные интервалы технического обслуживания позволяют и далее повышать производительность карьерных самосвалов с тяговым электроприводом переменного тока General Electric снижая, вместе с тем, стоимость тонны перевозимого груза.

История лидерства

Компания General Electric — ведущий производитель систем тягового электропривода для карьерной техники. Первые системы электропривода для тяжелых самосвалов были разработаны General Electric в 1963 году. С тех пор более 9 тыс. электроприводов были поставлены в более чем 35 стран мира. General Electric разрабатывает, производит и обслуживает тяговые электроприводы как постоянного, так и переменного тока, характеристики которых подтверждены эксплуатацией в самых жестких условиях.

Преимущества электропривода

По сравнению с механической передачей, электрическая трансмиссия обеспечивает меньшие эксплуатационные затраты и большую производительность при перевозках. Исключение узлов, подвергающихся износу, таких как преобразователи момента, приводные валы, трансмиссии и дифференциалы, улучшает эксплуатационные характеристики карьерного самосвала и снижает стоимость его эксплуатации.

В самосвале с электрической трансмиссией не требуется переключение передач, т.е. механические узлы работают в менее нагруженном режиме. Сила тока и напряжение, подводимые к тяговому электродвигателю, изменяют крутящий момент и скорость движения самосвала, обеспечивая плавное изменение мощности при движении. Параметры системы привода оптимизируются алгоритмом системы управления. Система электропривода так же может обеспечивать непрерывное динамическое торможение, что позволяет снизить износ основных тормозов карьерного самосвала.

Генераторы переменного тока типа GTA со встроенным вентилятором
Интегрированная система тягового электропривода

Эффективность привода переменного тока

Так же как привод постоянного тока обладает преимуществами по сравнению с механической передачей, привод переменного тока ещё больше снижает стоимость жизненного цикла, одновременно повышая эффективность. В конструкции электропривода переменного тока не используются щетки, коллектор и другие узлы, требующие частого обслуживания, что значительно уменьшает стоимость жизненного цикла. Программное обеспечение GE Invertex™ AC для системы управления дает возможность независимого управление мотор-колесами и обеспечивает наилучшие алгоритмы защиты от пробуксовки, страгивания в горных условиях и защиты от перегрева.

Первый в мире промышленный тяговый электропривод переменного тока для карьерных самосвалов был произведен компанией General Electric в 1996 году. Тогда он использовался только для самосвалов грузоподъемностью 290 тонн*. Успех применения систем переменного тока обусловил дальнейшее развитие линейки тяговых приводов переменного тока General Electric. Самосвалы грузоподъемностью 136 т стали комплектоваться таким электроприводом в 2000 году, а в 2002 году разработан тяговый электропривод переменного тока для самосвалов грузоподъемностью 220 тонн.

В настоящее время General Electric производит тяговые электроприводы переменного тока для самосвалов грузоподъемностью 136, 220, 290 и 326 тонн. Вместе с системами постоянного тока линейка тяговых электроприводов General Electric распространяется на самосвалы грузоподъемностью от 109 до 326 т (см. «Горная Промышленность» №6*2004).

В первом тяговом электроприводе переменного тока General Electric использовались силовые ключи GTO. Поддерживая свою репутацию компании с историей инноваций, используя разработки других направлений своей деятельности (в частности, производства грузовых локомотивов) в 2000 году General Electric выпускает тяговый электропривод для карьерных самосвалов грузоподъемностью 136 т, в инверторе которого используются силовые ключи IGBT. Применение IGBT в системах всех типоразмеров позволило General Electric уменьшить габаритные размеры систем и их вес. Кроме того, технологии General Electric позволили отказаться от жидкостных или других сложных систем охлаждения силовых ключей — IGBT-ключи в инверторе охлаждаются воздухом.

* Здесь и далее указаны метрические тонны, если не оговорено специально.

Системы тягового электропривода переменного тока General Electric для карьерных самосвалов 2700 л.с.

	136 тонн	220 тонн	326 тонн
Система привода GE	GE150AC™	GE240AC™	GE360AC™

Полезная нагрузка автосамосвала	136 тонн	220 тонн (240 коротких тонн)	326 тонн (360 коротких тонн)
	(150 коротких тонн)	220 тонн (240 коротких тонн)	326 тонн (360 коротких тонн)
Общие характеристики привода
		5GTA41	5GTA39
Мотор-колесо	5GEB23	5GEB25	5GDY108
		17KG535	17KG532
Блок динамического торможения	17EM137	17EM145/17EM146	17EM140
		44/80R57	55/80R63
Радиус качения	57.4″ (1.458 м)	64.1″ (1.628 м)	73.7″ (1.872 м)
Передаточное отношение	28.8 : 1	31.875 : 1	32.62 : 1
Общие характеристики карьерных самосвалов		217724 кг 172365 кг 392358 кг	326587 кг 240404 кг 566991 кг
Полезная нагрузка	136078 кг 113398 кг
Полная масса самосвала	249476 кг
полная мощность	до 1800 л.с. 1340 кВт	до 2700 л.с. 2010 кВт	до 3500 л.с. 2610 кВт

Система управления GE Invertex™ обеспечивает независимое управление тяговыми двигателями при пробуксовке и страгивании в тяжелых горных условиях, в том числе снижая износ шин. Кроме того, система управления обеспечивает защиту от перегрева компонентов электропривода.

Карьерные самосвалы с электроприводом переменного тока General Electric могут работать в продолжительном режиме на уклонах до 12%, а в кратковременном — до 24%. Максимальная скорость движения самосвала достигает 64 км/час. В зависимости от планируемых условий работы самосвала для электроприводов переменного тока предусмотрены варианты с дизельными двигателями различной мощности.

Встроенная система диагностики позволяет быстро находить и устранять неисправности; программное обеспечение wPTU Toolbox как для персональных и портативных компьютеров, так и для «наладонников» позволяет проводить мониторинг, анализ и диагностику и в реальном масштабе времени, и в ретроспективе, а также быструю загрузку настроек системы управления.

* * *

GE Transportation разработала первый электрической привод для карьерных самосвалов более 40 лет назад. Сегодня GE является ведущим поставщиком электроприводов для горнодобывающей промышленности: почти 4000 передач GE работает в карьерах более 35 стран мира. Благодаря конструкции, высококачественному производству и обслуживанию при эксплуатации, GE непрерывно повышает эффективность работы оборудования, использующегося при разработках полезных ископаемых.

Журнал «Горная Промышленность» №2 2005

Пневмопривод или электропривод: что выбрать?

Для начала определимся с принципом работы пневмопривода и электропривода. Рабочей средой в пневматических приводах служит сжатый газ. Электропривод же приводит в работу трубопроводную арматуру посредством трансформации электрической энергии в механическую.

Достоинства и недостатки пневматического привода

Пожаро- и взрывобезопасность. Например, в шахтах по добыче угля, с возможным выделением метана или на химических производствах данный привод конкурентов не имеет.
Бесперебойность работы в обширном диапазоне температур, а также в пыльной или влажной окружающей среде. Такие условия оставляют единственным механизированным источником энергии именно пневмопривод.
Более продолжительный срок службы по сравнению с тем же электроприводом (превышение срока в 10-20 раз).
Высокая скорость рабочих движений.
Безопасность для персонала по техническому обслуживанию (электропривод не исключает поражение током).
Неуязвим в условиях радио- и электромагнитного излечения, что дает возможность использование привода, например, в атомных реакторах.

И все это венчает простая конструкция данного привода и легкость в техническом обслуживании. Кроме того, для изготовления пневмопривода не нужны дорогостоящие материалы, что удешевляет и сам агрегат.

И все-таки пневмоприводы имеют и недостатки, связанные в основном с экономическими ограничениями использования. Это высокая стоимость пневмоэнергии. Кроме того, пневматические агрегаты имеют очень высокий уровень шума.

Достоинства и недостатки электропривода

Возможность быстрого и частого отключения агрегата, что никоим образом не влияет на его дальнейшую работоспособность.
Имеет более высокий КПД.
Универсальность использования: применяют с любым типом трубопроводной арматуры. Устанавливается на арматуру и с ручным приводом без каких-либо доработок.
Не подвержен воздействию внешней среды, например, замерзанию рабочих веществ, засорению. В условиях отсутствия энергопитания может быть подключен к независимым источникам (генераторам).
Легко подбирается к трубам различного диаметра.

Из минусов электроприводов отметим: невозможность использования во взрывоопасной среде; из-за наличия большого числа подвижных частей требует регулярного технического обслуживания.

Таким образом, видно, что ни элекро-, ни пневмопривод не являются универсальными и к решению вопроса о выборе привода нужно подходить ответственно. Наши специалисты отдела продаж грамотно подберут для вашего проекта необходимую трубопроводную арматуру и привод к ней по техническим параметрам, предоставленными вами.

Пять ключевых контрольных точек для диагностики эффективности и проверки рабочих характеристик электроприводов

Более легкий способ выполнения диагностики ЧРП

Эти современные анализаторы электроприводов сочетают в себе функции измерительного прибора, портативного осциллографа и регистратора. На экране прибора отображаются подсказки, понятные диаграммы по настройке, а также пошаговые инструкции, написанные специалистами по работе с электроприводами, которые помогут вам провести основные проверки. Этот новый метод заключается в разделении на части и упрощении сложных проверок. Он позволяет опытным специалистам по работе с электроприводами работать быстрее и получать достоверную необходимую информацию. Кроме того, этот метод позволяет менее опытным техническим специалистам быстрее научиться выполнять процедуры анализа электроприводов.

Поиск первопричины неисправности системы электропривода или выполнение регулярных проверок в рамках профилактического технического обслуживания лучше всего выполнять с помощью набора стандартных тестов и измерений в ключевых точках системы. Проверки начинаются на входе питания, ключевые проверки с использованием различных методов измерения и критериев оценки выполняются по всей системе, и завершаются проверки на выходе.

Ниже приводятся основные проверки для диагностики электроприводов:

Обратите внимание, что выполнение этих проверок на анализаторах электроприводов Fluke осуществляется с пошаговыми инструкциям, кроме того, многие необходимые расчеты выполняются автоматически, поэтому вы можете быть уверены в полученных результатах. Вы также можете сохранять данные в отчете практически в любой момент проверки, что позволяет загрузить документацию в компьютеризированную систему управления техобслуживанием (CMMS) или отправить ее коллеге или эксперту-консультанту.

Примечание по технике безопасности: Помните, что перед началом проверки всегда необходимо прочитать информацию по технике безопасности для конкретного прибора. Не работайте в одиночку и соблюдайте региональные и государственные правила техники безопасности. Используйте средства индивидуальной защиты (утвержденные резиновые перчатки, маски и огнестойкую одежду) для предотвращения поражения электрическим током и получения травмы в результате дугового разряда при работе с опасными проводниками под напряжением.

Для начала проверки с помощью анализатора электроприводов Fluke просто подключите измерительные датчики в соответствии со схемой, затем нажмите кнопку «Далее».

Что такое электрический привод? — Определение, части, преимущества, недостатки и применение

Определение : Система, которая используется для управления движением электрической машины, такой тип системы называется электроприводом. Другими словами, привод, в котором используется электродвигатель, называется электрическим приводом. В электрическом приводе в качестве основного источника энергии используются любые первичные двигатели, такие как дизельный или бензиновый двигатель, газовые или паровые турбины, паровые двигатели, гидравлические двигатели и электродвигатели.Этот первичный двигатель передает механическую энергию приводу для управления движением.

Блок-схема электропривода представлена на рисунке ниже. Электрическая нагрузка, такая как вентиляторы, насосы, поезда и т. Д., Состоит из электродвигателя. Требование электрической нагрузки определяется скоростью и крутящим моментом. Для привода нагрузки выбирается двигатель, соответствующий возможностям нагрузки.

Детали электропривода

Основными частями электроприводов являются силовой модулятор, двигатель, блок управления и датчики.Их части подробно описаны ниже.

Модулятор мощности — Модулятор мощности регулирует выходную мощность источника. Он управляет мощностью от источника к двигателю таким образом, чтобы двигатель передавал характеристику скорости-момента, требуемую нагрузкой. Во время переходных процессов, таких как запуск, торможение и изменение скорости, чрезмерный ток, потребляемый от источника. Этот чрезмерный ток, потребляемый от источника, может перегрузить его или вызвать падение напряжения.Следовательно, модулятор мощности ограничивает ток источника и двигателя.

Модулятор мощности преобразует энергию в соответствии с требованиями двигателя, например, если источником является постоянный ток и используется асинхронный двигатель, то модулятор мощности преобразует постоянный ток в переменный. Он также выбирает режим работы двигателя, т. Е. Двигательный или тормозной.

Блок управления — Блок управления управляет модулятором мощности, который работает на малых уровнях напряжения и мощности. Блок управления также по желанию управляет модулятором мощности.Он также генерирует команды для защиты силового модулятора и двигателя. Входной командный сигнал, который регулирует рабочую точку привода, от входа к блоку управления.

Датчик — Он определяет определенные параметры привода, такие как ток и скорость двигателя. В основном это требуется либо для защиты, либо для работы в замкнутом контуре.

Преимущества электропривода

Ниже приведены преимущества электропривода.

Электропривод имеет очень большой диапазон крутящего момента, скорости и мощности.
Их работа не зависит от условий окружающей среды.
Электроприводы не загрязнены.
Электроприводы работают во всех квадрантах скоростной плоскости момента.
Привод легко запускается и не требует дозаправки.
КПД приводов высокий, потому что на нем меньше потерь.

Электроприводы обладают рядом преимуществ, показанных выше. Единственным недостатком привода является то, что иногда механическая энергия, производимая первичным двигателем, сначала преобразуется в электрическую энергию, а затем в механическую работу с помощью двигателя.Это можно сделать с помощью электрического соединения, связанного с первичным двигателем и нагрузкой.

Из-за следующих преимуществ механическая энергия, уже доступная от неэлектрического первичного двигателя, иногда сначала преобразуется в электрическую энергию генератором и обратно в механическую энергию электродвигателя. Таким образом, электрическая связь обеспечивает между неэлектрическим первичным двигателем и воздействием нагрузки на характеристику гибкого управления привода.

Например, — Тепловоз вырабатывает дизельную энергию с помощью дизельного двигателя.Механическая энергия преобразуется в электрическую с помощью генератора. Эта электрическая энергия используется для привода другого локомотива.

Недостатки электропривода

Сбой питания полностью отключил всю систему.

Применение привода ограничено, поскольку его нельзя использовать в местах, где нет источника питания.
Может вызвать шумовое загрязнение.
Первоначальная стоимость системы высока.
Имеет плохой динамический отклик.
Низкая выходная мощность привода.
При обрыве проводов или коротком замыкании система может выйти из строя, из-за чего возникает несколько проблем.

Применение электропривода

Он используется в большом количестве промышленных и бытовых приложений, таких как транспортные системы, прокатные станы, бумагоделательные машины, текстильные фабрики, станки, вентиляторы, насосы, роботы, мойки и т. Д.

Исследования и разработки систем электропривода

Технологии электропривода, включая электродвигатель, инвертор, повышающий преобразователь и бортовое зарядное устройство, являются важными компонентами силовых систем гибридных и подключаемых электромобилей (PEV). Управление автомобильных технологий (VTO) поддерживает исследования и разработки (НИОКР) для снижения стоимости и повышения производительности инновационных электроприводных устройств, компонентов и систем. Для получения общего обзора транспортных средств с электрическим приводом см. Страницы Центра данных по альтернативным видам топлива, посвященные гибридным и подключаемым к электросети электромобилям.

Вклад Управления автомобильных технологий

Снижение стоимости транспортных средств с электроприводом имеет важное значение для увеличения потребительского спроса.

VTO финансирует исследования для развития технологий электропривода в двух ключевых областях:

VTO финансирует исследования технологий электропривода в следующих целях:

Снижение стоимости, веса и объема
Повышение производительности, эффективности и надежности
Разработка инновационной модульной конструкции и масштабируемые конструкции
Повышение технологичности и ускорение коммерциализации

[[{«type»: «media», «view_mode»: «media_large», «fid»: «776936», «field_deltas»: {«1»: { }}, «link_text»: null, «fields»: {}, «attributes»: {«alt»: «Фотография инвертора Delphi», «title»: «инвертор Delphi.Предоставлено Delphi. «,» Высота «: 169,» ширина «: 275,» стиль «:» ширина: 275 пикселей; высота: 169 пикселей; float: right; «,» class «:» media-image caption media-element file-media-large «,» data-delta «:» 1 «}}]] В этих областях исследовательские усилия сосредоточены на:

Устройства с широкой запрещенной зоной (WBG) для силовой электроники
Усовершенствованные конструкции двигателей для уменьшения или исключения редкоземельных материалов
Новая упаковка для силовой электроники и электродвигателей
Улучшения в управлении температурой и надежности
Интеграция функций силовой электроники

In Кроме того, VTO также поддерживает исследования материалов для силовых установок, чтобы снизить барьеры для внедрения технологий электропривода, которые сталкиваются с конкретными ограничениями по материалам.Более подробную информацию об этих исследованиях и разработках можно найти в Ежегодном обзоре заслуг и Годовых отчетах о ходе работы.

Партнерские отношения

VTO активно работает с рядом различных организаций. Подпрограмма технологий электропривода поддерживает ряд уникальных пользовательских объектов в национальных лабораториях. В рамках Министерства энергетики офис сотрудничает с Управлением науки, ARPA-e (Агентство перспективных исследовательских проектов — Энергетика) и Инициативой по производству чистой энергии.В рамках федерального правительства подпрограмма APEEM работает с:

Большая часть исследований подпрограммы проводится синхронно с отраслевыми партнерами через:

Для получения дополнительной информации об исследованиях в области технологий электропривода, пожалуйста, свяжитесь со Сьюзан Роджерс из группы по гибридным электрическим системам.

Что такое электрический привод? Типы, преимущества, недостатки

Электропривод определяется как электронное устройство, предназначенное для управления определенными параметрами двигателя для преобразования электрической энергии в механическую мощность точным управляемым способом.

Системы электропитания

, используемые для управления движением, называются «Электроприводы ».

Он состоит из сложной электронной системы или комбинации различных систем для управления движением.

Движение обеспечивается с помощью тягачей.

Примером первичных двигателей являются бензиновые двигатели, дизельные двигатели, газовые или паровые турбины, паровые двигатели, гидравлические двигатели и электродвигатели.

Приводы Энергетические системы, в которых используются электродвигатели, известны как электрические приводы.

Блок-схема электропривода

Современный электропривод с регулируемой скоростью состоит из некоторых важных частей, как показано на приведенной ниже блок-схеме.

Источник: Источником может быть постоянный или переменный ток.

Преобразователь мощности: Преобразователи переменного тока в постоянный, переменного тока в переменный, постоянного тока в постоянный, преобразователи постоянного тока в переменный.

Двигатель: Преобразует электрическую энергию в механическую, это сердце электрической системы.

Обычно используются двигатели

Двигатели постоянного тока — последовательные, параллельные / параллельные двигатели постоянного тока, комбинированные двигатели постоянного тока и двигатели постоянного тока с постоянными магнитами.

Двигатели асинхронные — роторные и линейные, с короткозамкнутым ротором.

Бесщеточные двигатели постоянного тока

Шаговые двигатели.

Загрузка: Это может быть машина для выполнения заданной задачи. Пример: насос, вентилятор, станки.

Контроллер: Мощность , необходимая для двигателя, обеспечивается контроллером.

Датчик: В зависимости от требуемого типа управления принимаются различные входные данные от датчиков. Пример — скорость, ток.

Типы электроприводов

На основе предложения

В этой категории доступны два типа. Их

Электроприводы переменного тока
Привод
переменного тока — это устройство, используемое для управления скоростью электродвигателя, такого как трехфазный асинхронный двигатель, путем изменения частоты подачи электроэнергии к двигателю.
Привод переменного тока
также называется частотно-регулируемым приводом (VFD) или частотно-регулируемым приводом (VSD).

Электроприводы постоянного тока

Это в основном система управления скоростью электродвигателя постоянного тока, которая подает напряжение на двигатель для работы с желаемой скоростью.
Приводы постоянного тока
классифицируются как аналоговые приводы постоянного тока и цифровые приводы постоянного тока.
Цифровой привод постоянного тока
обеспечивает точное управление.

в зависимости от количества двигателей

В этой категории доступны три типа.Их

Индивидуальный

Для различных частей машины будет отдельный приводной двигатель.

Пример: токарный станок.

Мульти-двигатель

Для приведения в действие различных частей машины предусмотрены отдельные двигатели.

Пример: краны.

Групповой Драйв

В групповом приводе один двигатель используется как привод для двух или нескольких машин.

Двигатель соединен одним валом, другие машины соединены с валом ремнями и шкивами.

Групповой привод наиболее экономичен.

На основе скорости

В этой категории доступны два типа. Их

Привод постоянной скорости

Для станков требуются приводы с более или менее постоянной скоростью, используются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором и ручное управление.

Регулируемый привод

Основной целью привода с регулируемой скоростью является управление скоростью наряду с ускорением, замедлением, крутящим моментом и, наконец, направлением движения машины.

Они используются для снижения энергопотребления.

на основе параметров управления

В этой категории доступны три типа. Их

Привод с векторным управлением

Векторное управление является наиболее точным, чем любой другой тип частотно-регулируемого привода (ЧРП).

В этом режиме управления крутящий момент и скорость регулируются с использованием методов широтно-импульсной модуляции (ШИМ) в инверторе.

Используются для синхронных и асинхронных двигателей переменного тока.

Привод постоянной мощности

Когда двигатель при номинальном токе через якорь обеспечивает постоянную мощность на всех скоростях в определенном диапазоне регулирования скорости, это называется приводом постоянной мощности в этом диапазоне регулирования скорости.

Привод с постоянным крутящим моментом

Привод с постоянным крутящим моментом и нагрузкой отлично подходит для работы с фиксированными объемами.

Примеры: винтовые компрессоры, питатели и конвейеры.

Преимущества электроприводов

Достаточная перегрузочная способность без потери жизни машины.

Работа в четырех квадрантах.

Изменяемые характеристики крутящий момент-скорость.

Нет необходимости в периоде прогрева.

Повышенная эффективность.

Простое управление.

Чистая работа, без загрязнения.

Широкий диапазон скоростей Регулировка .

Обладают гибкими характеристиками управления.

Можно использовать электрическое торможение

Электроприводы могут быть оснащены системами автоматического обнаружения неисправностей.

Электродвигатели обладают длительным сроком службы, низким уровнем шума, меньшими требованиями к техническому обслуживанию и более чистой работой.

Пригодны почти для таких условий эксплуатации, как взрывоопасные и радиоактивные вещества, погружение в жидкости и т. Д.

Они могут быть запущены мгновенно и сразу могут быть полностью загружены.

Недостатки электроприводов

Высокая начальная стоимость из-за наличия силовых преобразователей и электроники контроллера.

Требуется регулярное обслуживание и повышенное внимание.

Применение электроприводов

Широко используется в

Промышленное производство,

производство и

управление процессами.

Артикул:

Электрические машины С.Н. Али.

Электроприводы Котари Д.П. Ракеш Сингх Лодхи.

Автор: Р. Джаган Мохан Рао

Если вам понравилась эта статья, то подпишитесь на наш канал YouTube с видеоуроками по ПЛК и SCADA.

Вы также можете подписаться на нас в Facebook и Twitter, чтобы получать ежедневные обновления.

Читать дальше:
Электропривод
smart ForTwo — модели, поколения и модификации
smart ForTwo — модели, поколения и модификации электропривода | Машины.com
Открывает сайт в новой вкладке

2018 г.

Диапазон рекомендованной цены 23 800–29 100 долл. США

Рейтинг потребителей

Комбинированный миль на галлон —

Тип кузова Кабриолет, купе

Резервная камера теперь стандартная

Новое купе 10th Anniversary Edition

Двухместный аккумуляторно-электрический городской автомобиль

Купе или кабриолет

Задний привод

Множество вариантов настройки

См. Статьи 2018 ForTwo Electric Drive
2017 г.

Диапазон рекомендованной цены 23 800–29 000 долларов

Рейтинг потребителей

Комбинированный миль на галлон —

Тип кузова Кабриолет, купе

Освеженный двухместный электрический городской автомобиль

Задний привод

Единственный в мире электрический кабриолет

Множество вариантов настройки

Более мощный, чем предыдущая модель

См. Статьи ForTwo Electric Drive 2017 г.
2016 г.

2015 г.

Диапазон рекомендованной цены 25 000–28 000 долларов США

Рейтинг потребителей

Комбинированный миль на галлон —

Тип кузова Кабриолет, купе

Жесткая крыша или кабриолет

Миниатюрные размеры

Сиденья два

Доступна электрическая версия

См. Статьи ForTwo Electric Drive 2015 г.
2014 г.

2013

2011 г.

Диапазон рекомендованной рекомендованной производителем цены —

Рейтинг потребителей

Комбинированный миль на галлон —

Кузов Купе

Электрическая версия

Программа испытаний на 250 автомобилей

Только аренда

Заряжается всего за восемь часов

Внутреннее пространство без изменений

Акции обновленного салона газовой машины 2011 года

См. Статьи ForTwo Electric Drive 2011 г.
Все смарт-комплектации ForTwo Electric Drive по годам

Все умные модели

Что такое привод переменного тока? Работа и типы электрических приводов и VFD

Что такое электрические приводы переменного тока? Классификация приводов переменного тока и частотно-регулируемых приводов
Электрические приводы являются неотъемлемой частью промышленных процессов и процессов автоматизации, особенно там, где точное управление скоростью двигателя является основным требованием.Кроме того, все современные электропоезда или локомотивные системы приводились в действие электрическими приводами. Робототехника — еще одна важная область, в которой приводы с регулируемой скоростью обеспечивают точное управление скоростью и положением.

Что такое привод постоянного тока? Работа и типы приводов постоянного тока

Даже в нашей повседневной жизни мы можем найти так много приложений, в которых приводы с регулируемой скоростью (или приводы с регулируемой скоростью) используются для выполнения широкого спектра функций, включая управление электробритвами, компьютерное периферийное управление, автоматическая работа стиральных машин и так далее.

Что такое электропривод?
Привод управляет скоростью, крутящим моментом и направлением движущихся объектов и регулирует их. Приводы обычно используются для приложений управления скоростью или движением, таких как станки, транспорт, роботы, вентиляторы и т. Д. Приводы, используемые для управления электродвигателями, известны как электрические приводы .

Приводы могут быть постоянного или переменного типа. Приводы с постоянной скоростью неэффективны для операций с переменной скоростью; в таких случаях используются приводы с регулируемой скоростью для управления нагрузками в любом из широкого диапазона скоростей.

Зачем нужны электрические приводы?
Приводы с регулируемой скоростью необходимы для точного и непрерывного управления скоростью, положением или крутящим моментом различных нагрузок. Наряду с этой важной функцией есть много причин использовать приводы с регулируемой скоростью. Некоторые из них включают

Для достижения высокой эффективности: электрические приводы позволяют использовать широкий диапазон мощности, от милливатт до мегаватт для различных скоростей, и, следовательно, общие затраты на эксплуатацию системы снижаются.

Для увеличения скорости точности остановки. или реверсирование двигателя

Для управления пусковым током

Для обеспечения защиты

Для установки расширенного управления с изменением таких параметров, как температура, давление, уровень и т. д.

Развитие силовых электронных устройств, микропроцессоров и цифровой электроники привело к разработке современных электроприводов, которые более компактны, эффективны, дешевле и имеют более высокие характеристики, чем громоздкие, негибкие и дорогие традиционные электрические приводные системы, в которых используется система из нескольких машин. для производства переменной скорости.

Блок-схема электропривода переменного тока
Компоненты современной системы электропривода показаны на рисунке ниже.На приведенной выше блок-схеме системы электропривода электродвигатель, силовой процессор (силовой электронный преобразователь), контроллер, датчики (например, ПИД-регулятор) и фактическая нагрузка или устройство показаны как основные компоненты, включенные в привод.

Электродвигатель — это основной компонент электрического привода, который преобразует электрическую энергию (направляемую силовым процессором) в механическую энергию (приводящую в движение нагрузку). Двигатель может быть двигателем постоянного или переменного тока в зависимости от типа нагрузки.

Силовой процессор также называется силовым модулятором, который, по сути, является силовым электронным преобразователем и отвечает за управление потоком мощности к двигателю, чтобы обеспечить работу двигателя с переменной скоростью, реверсом и торможением. Силовые электронные преобразователи включают преобразователи AC-AC, AC-DC, DC-AC и DC-DC.

Контроллер сообщает процессору питания, сколько мощности он должен генерировать, предоставляя ему опорный сигнал после рассмотрения входной команды и входных сигналов датчиков.Контроллер может быть микроконтроллером, микропроцессором или процессором DSP.

Привод переменной скорости, используемый для управления двигателями постоянного тока, известен как приводы постоянного тока , а приводы переменной скорости, используемые для управления двигателями переменного тока, называются приводами переменного тока . В этой статье мы поговорим о приводах переменного тока.

Классификация приводов переменного тока
Приводы переменного тока используются для привода двигателей переменного тока, особенно трехфазных асинхронных двигателей, поскольку они преобладают над другими двигателями в большинстве отраслей промышленности.В промышленных терминах привод переменного тока также называют частотно-регулируемым приводом (VFD), приводом с регулируемой скоростью (VSD) или приводом с регулируемой скоростью (ASD).

Несмотря на то, что существуют разные типы частотно-регулируемых приводов (или приводов переменного тока), все они работают по одному и тому же принципу, который преобразует фиксированное входное напряжение и частоту в переменное напряжение и частоту на выходе. Частота привода определяет, насколько быстро двигатель должен работать, в то время как комбинация напряжения и частоты определяет величину крутящего момента, создаваемого двигателем.

ЧРП состоит из силовых электронных преобразователей, фильтра, центрального блока управления (микропроцессора или микроконтроллера) и других датчиков. Блок-схема типичного ЧРП показана ниже.

Блок-схема привода переменного тока (типовой частотно-регулируемый привод)

Конструкция и части типового привода переменного тока с частотно-регулируемым приводом
Различные секции частотно-регулируемого привода (VFD) включают

выпрямитель и фильтр Секция преобразует мощность переменного тока в мощность постоянного тока с незначительной пульсацией.Чаще всего выпрямительная секция сделана из диодов, которые выдают неконтролируемый выход постоянного тока. Затем секция фильтра удаляет рябь и создает постоянный постоянный ток из пульсирующего постоянного тока. В зависимости от типа питания количество диодов определяется выпрямителем. Например, если это трехфазный источник питания, требуется минимум 6 диодов, и поэтому он называется шестиимпульсным преобразователем.

Инвертор получает мощность постоянного тока от выпрямительной секции, а затем преобразует обратно в мощность переменного тока переменного напряжения и переменной частоты под управлением микропроцессора или микроконтроллера.Эта секция состоит из серии транзисторов, IGBT, SCR или MOSFET, и они включаются / выключаются по сигналам от контроллера. В зависимости от включения этих силовых электронных компонентов определяется мощность и, в конечном итоге, скорость двигателя.

Контроллер выполнен с микропроцессором или микроконтроллером и принимает входные данные от датчика (в качестве задания скорости) и задание скорости от пользователя и, соответственно, запускает силовые электронные компоненты для изменения частоты источника питания.Он также выполняет отключение при повышении и понижении напряжения, коррекцию коэффициента мощности, контроль температуры и подключение к ПК для мониторинга в реальном времени.

Принцип работы частотно-регулируемого привода (VFD)

Мы знаем, что скорость асинхронного двигателя пропорциональна частоте источника питания ( N = 120f / p ), и, изменяя частоту, мы может получить переменную скорость. Но когда частота уменьшается, крутящий момент увеличивается, и, таким образом, двигатель потребляет большой ток.Это, в свою очередь, увеличивает магнитный поток в двигателе. Также магнитное поле может достигать уровня насыщения, если не снижать напряжение питания.

Следовательно, и напряжение, и частота должны изменяться в постоянном соотношении, чтобы поддерживать магнитный поток в рабочем диапазоне. Поскольку крутящий момент пропорционален магнитному потоку, крутящий момент остается постоянным во всем рабочем диапазоне v / f. На приведенном выше рисунке показано изменение крутящего момента и скорости асинхронного двигателя для управления напряжением и частотой.На рисунке напряжение и частота изменяются с постоянным соотношением до базовой скорости. Таким образом, магнитный поток и, следовательно, крутящий момент остаются почти постоянными до базовой скорости. Эта область называется областью постоянного крутящего момента.

Так как напряжение питания может быть изменено только до номинального значения и, следовательно, скорость при номинальном напряжении является базовой скоростью. Если частота увеличивается сверх базовой скорости, магнитный поток в двигателе уменьшается, и, таким образом, крутящий момент начинает падать. Это называется областью ослабления потока или постоянной мощности.

Этот тип управления называется методом постоянного напряжения / частоты и используется в частотно-регулируемых приводах (ЧРП) и является наиболее популярным типом управления в промышленности. Предположим, асинхронный двигатель подключен к источнику питания 460 В, 60 Гц, тогда соотношение будет 7,67 В / Гц (как 460/60 = 7,67). Пока это соотношение сохраняется пропорционально, двигатель развивает номинальный крутящий момент и регулируемую скорость.

Схемы управления частотно-регулируемым приводом
Существуют различные методы управления скоростью, реализованные для частотно-регулируемых приводов.Основная классификация методов управления, используемых в современных ЧРП, приведена ниже.

Скалярное управление

Векторное управление

Прямое управление крутящим моментом

Скалярное управление
В этом случае величины напряжения и частоты контролируются путем поддержания постоянного отношения v / f и, следовательно, называются скалярным управлением (скалярные значения определяет скорость и крутящий момент). На двигатель подаются сигналы переменного напряжения и частоты, генерируемые ШИМ-управлением от инвертора.

Инвертором можно управлять с помощью микроконтроллера, микропроцессора или любого другого цифрового контроллера в зависимости от типа производителя. Эта схема управления широко используется, поскольку для управления скоростью требуется небольшое знание двигателя. Скалярное управление может быть реализовано несколькими способами, и некоторые из популярных схем включают

Синусоидальный ШИМ
В этом методе частота переключателя изменяется в зависимости от входного опорного сигнала скорости и среднего или среднеквадратичного значения напряжение для этой частоты определяется количеством импульсов и шириной импульсов.Если ширина импульса изменяется, напряжение на двигателе также изменяется. Это напряжение создает через двигатель синусоидальный ток, который намного ближе к истинной синусоиде.

Для реализации этого метода требуются лишь небольшие вычисления. Однако этот метод имеет недостатки, заключающиеся в том, что он включает гармоники при скорости переключения ШИМ, а также величина основного напряжения менее 90%. В этом методе синусоидальные взвешенные значения сохраняются в микроконтроллере или микропроцессоре и становятся доступными на выходном порте. через определенные пользователем интервалы, которые затем применяются к инвертору для обеспечения переменного питания двигателя.

Шестишаговый ШИМ
В этом методе инвертор частотно-регулируемого привода имеет шесть различных состояний переключения, и они переключаются в определенном порядке, чтобы обеспечить переменное напряжение и частоту для двигателя. Изменение направления вращения двигателя легко достигается путем изменения последовательности фаз на выходе инвертора с помощью угла зажигания.

Этот метод может быть легко реализован, поскольку не требуется промежуточных вычислений, а также величина основного напряжения больше, чем у шины постоянного тока.Однако в этом методе высоки гармоники низкого порядка, которые не могут быть отфильтрованы индуктивностью двигателя, и, следовательно, это приводит к большим потерям, рывкам двигателя и пульсации крутящего момента.

ШИМ с пространственной векторной модуляцией (SVPWM)
В этом методе три вектора фазного напряжения асинхронного двигателя преобразуются в один вращающийся вектор. Инвертор VFD может быть переведен в восемь уникальных состояний. Напряжение ШИМ на нагрузку достигается за счет правильного выбора состояний переключения инвертора и расчета соответствующего периода времени для каждого состояния.

При использовании пространственного векторного преобразования для каждого состояния генерируются три фазовых синусоидальных волны, которые затем применяются к двигателю.

Основным преимуществом этого метода является то, что величина гармоники меньше на частоте переключения ШИМ. Однако для использования этого метода требуются дополнительные вычисления.

Векторное управление
Этот метод также называется управлением, ориентированным на поток, управлением, ориентированным на поле, или косвенным управлением крутящим моментом. При этом три вектора фазного тока преобразуются в двумерную вращающуюся систему отсчета (d-q) из трехмерной системы отсчета с использованием преобразования Кларка-Парка.Компонент d — это составляющая, создающая магнитный поток в токе статора, а составляющая q — составляющая, создающая крутящий момент. Два компонента управляются независимо через отдельный ПИ-регулятор, а затем выходы ПИ-регуляторов преобразуются обратно в трехмерный стационарный базовая плоскость с использованием преобразования, обратного преобразованию Кларка-Парка.

Используя метод пространственно-векторной модуляции, соответствующее переключение является широтно-импульсной модуляцией. Различные типы методов векторного управления включают в себя управление, ориентированное на поток статора, управление, ориентированное на поток ротора, и управление, ориентированное на поток намагничивания.

Векторное управление дает лучший отклик крутящего момента и точное управление скоростью по сравнению со скалярным управлением. Но для этого требуется сложный алгоритм расчета скорости, и он более дорогостоящий по сравнению со скалярным управлением из-за устройств обратной связи.

Прямое управление крутящим моментом

Этот метод не имеет фиксированной схемы переключения по сравнению с традиционным векторным управлением. Он переключает инвертор в соответствии с потребностями нагрузки. Этот метод обеспечивает высокий отклик, особенно при изменении нагрузки, из-за отсутствия фиксированной схемы переключения.Это исключает использование какой-либо обратной связи, хотя обеспечивает точность скорости до 0,5%. В этом методе используется адаптивная модель двигателя, основанная на математических выражениях базовой теории двигателя. Эта модель требует основных параметров двигателя, таких как сопротивление статора, коэффициент насыщения, взаимная индуктивность и т. Д., И алгоритм фиксирует эти данные без вращая двигатель. Эта модель вычисляет фактический крутящий момент и магнитный поток двигателя, учитывая такие входные данные, как напряжение шины постоянного тока, положение переключателя тока и линейные токи.Затем эти значения передаются на два компаратора уровня крутящего момента и магнитного потока.

Выходными данными компараторов являются опорные сигналы крутящего момента и магнитного потока, которые передаются в таблицу выбора переключателя, в которой выбранное положение переключателя применяется к инвертору без какой-либо модуляции. Отсюда и название «прямое управление крутящим моментом», поскольку крутящий момент и магнитный поток двигателя становятся напрямую управляемыми переменными.

Приводы переменного тока в реальном времени: краткий обзор
Несколько расширенных функций приводов переменного тока или (ЧРП) делают их экономичным выбором для приложений с регулируемой скоростью.Такие функции, как дизайн корпуса, аналоговые входы / выходы, цифровые входы / выходы, многофункциональные клавиатуры и технология IGBT, позволяют легко настроить VFD для любого приложения.

В настоящее время большинство приводов переменного тока более компактны из-за использования микропроцессоров, IGBT, а также использования технологии поверхностного монтажа (например, резисторов SMD) для сборки компонентов. Эти блоки могут быть настенными или отдельно стоящими приводами. Существуют различные приводы от разных производителей, включая ABB, AB, Siemens, Delta и так далее.Ниже показаны различные пакеты приводов переменного тока ABB.

Как правило, настройка привода переменного тока для приложения включает три основных этапа, а именно: управляющую проводку, силовую проводку и программирование программного обеспечения. После подключения силовой и управляющей проводки необходимо настроить параметры привода переменного тока в соответствии с требованиями приложения с помощью программного обеспечения, съемной клавиатуры или удаленной панели оператора.

Нет необходимости переподключать привод, если приложение было изменено. Настройка для новых приложений выполняется просто путем изменения функций привода в программе.Приводы переменного тока

имеют аналоговые входы (например, задание скорости), аналоговые выходы (для вспомогательного измерения), цифровые входы (например, пуск, останов, реверс и т. Д.) И релейные выходы (реле скорости, реле неисправности и т. Д.) в секции проводки управления. Этот раздел контролируется специальным программным обеспечением, называемым состоянием ввода-вывода, которое отслеживает и отображает входы и выходы привода.

В обычных приводах панели программирования или сенсорные клавиатуры прикреплены к самому приводу. Современные приводы состоят из съемных панелей программирования, которые позволяют пользователю программировать, перемещаться по различным функциям и настраивать привод в соответствии с требованиями приложения.

Помимо ручных инструментов, каждый привод переменного тока поставляется со специальным программным обеспечением, которое упрощает запуск и обслуживание. Этот инструмент состоит из мастеров настройки для настройки параметров. Программный инструмент позволяет просматривать, редактировать, сохранять и загружать параметры в привод. Он также обеспечивает графический и цифровой мониторинг сигналов.

При проектировании производители устанавливают для параметров привода переменного тока значения по умолчанию. Таким образом, оператору необходимо загрузить значения данных двигателя и значения, чтобы настроить привод для приложения.Помимо значений по умолчанию, производители также предоставляют макросы, которые представляют собой не что иное, как заранее запрограммированный набор значений.

Пользователь или оператор могут установить и настроить все параметры, включенные в макросы, за несколько секунд, вместо того, чтобы настраивать все параметры по отдельности, что может занять несколько минут. Эти макросы включают трехпроводное управление, ручной автоматический режим, ПИД-регулирование и регулирование крутящего момента.

Макрос управления пропорционально-интегрально-производной (ПИД) позволяет приводу автоматически управлять скоростью, получая управляющие входные данные, такие как давление, температура или уровень в резервуаре.При правильном программировании аналоговых и цифровых параметров ввода / вывода с помощью макроса ПИД-регулирования достигается работа привода с обратной связью. Приводы переменного тока

имеют подключаемую опцию управления полевой шиной для подключения к основным автоматизированным системам, таким как ПЛК, ПК, PAC, системы SCADA и т. Д. Они могут поддерживать широкий спектр систем полевой шины связи, включая DeviceNet, PROFIBUS DP, ControlNet, MODBUS, PROFINET, Ethernet / IP и т. Д.

Электроприводная техника | SEW ‑ EURODRIVE

Быть специалистом в области приводной техники означает, что мы никогда не прекращаем движение.Мы не только постоянно оптимизируем наши собственные процессы, но также предлагаем вам полный спектр услуг для всей цепочки создания стоимости — от проектирования и выбора до запуска и технического обслуживания.

Что такое технология электропривода?
Электроприводная техника Электроприводная техника
Технология электрического привода преобразует электрическую энергию от системы электропитания или от батареи в механическую энергию и передает полученную силу в движение .Многие приложения, которые делают нашу повседневную жизнь проще — например, лифты, эскалаторы, приводы ворот, стиральные машины, миксеры, электрические бритвы и т. Д. — были бы немыслимы без электроприводов. Мы можем найти их как в мегаваттном секторе в таких приложениях, как локомотивы, так и в микроваттном секторе, например, в наручных часах.

Электроприводы также незаменимы в промышленном производстве . Там он играет ключевую роль в машинах и установках для производственных и логистических процессов.В целом, мы можем предположить, что технология электропривода потребляет преобладающую долю нашей общей электрической энергии.

Компоненты технологии электропривода в промышленности

Движущей силой в машинах был электродвигатель с самого начала технологии электроприводов. Все больше и больше компонентов используются на пути к современным технологиям производства и автоматизации. Редуктор, расположенный ниже по потоку от двигателя, выполняет роль механического преобразователя . : Редуктор использует свою передачу для изменения постоянной скорости , подаваемой электродвигателем, и крутящего момента до требуемых уровней на основе требований к машина или система, которые будут приводиться в движение.Электродвигатель обычно представляет собой двигатель переменного тока. В мотор-редукторах компоненты электродвигателя и редуктора образуют компактный блок.

Требования, предъявляемые к технологии электропривода, возрастают вместе со сложностью технологии установки. Большинству процессов также требуется, чтобы скорость была управляемой, а также для преобразования. Для этого можно использовать преобразователь частоты, который расположен перед электродвигателем и преобразует частоту и амплитуду, подаваемые системой электропитания, так что скорость вращения и направление вращения могут быть изменены.Затем скорость и направление становятся управляемыми переменными , которые можно использовать для управления конкретными процессами в приводных машинах и конвейерных линиях.

В то же время, однако, портфель современных технологий электроприводов далек от завершения: в настоящее время границы между приводной техникой и автоматизацией являются плавными . Тормоза обеспечивают большую безопасность, предотвращая движения в системе, когда привод неактивен. Установленные на двигателе энкодеры постоянно определяют преобладающие характеристические значения производимого движения, включая скорость, крутящий момент и текущее положение.В зависимости от сложности системы и ее требований подходят мощная электроника , и , технология управления и программное обеспечение для управления процессами.

Электроприводная техника в промышленности

Электроприводы являются неотъемлемой частью современного машиностроения и промышленного оборудования, и их можно встретить, например, в следующих областях:

Подъемно-транспортное оборудование (ленточные конвейеры, роликовые конвейеры и т. Д.)

Подъемная техника (системы хранения / извлечения , краны, подъемные столы, вертикальные конвейеры и др.)

Подъемно-транспортное оборудование и роботы

Системы розлива

И многое другое

Что мы предлагаем: Полный ассортимент электроприводной техники из одних рук

Редукторы, двигатели и преобразователи частоты

Благодаря нашей практичной модульной системе редукторы, двигатели и мотор-редукторы, поставляемые SEW ‑ EURODRIVE, доступны в большом количестве типоразмеров и в миллионах комбинаций .Опционально они также доступны в корпусе из нержавеющей стали или во взрывозащищенном исполнении . В сочетании с нашими преобразователями частоты (URL), которые варьируются от базовых до программируемых, вы получаете оптимальное индивидуальное решение для приводов, отвечающее вашим индивидуальным требованиям.

Индустриальные редукторы

В чрезвычайно суровых условиях тяжелой промышленности и с требуемым крутящим моментом до 4000 кНм наши силовые агрегаты — индустриальные редукторы — могут сделать всю тяжелую работу.Эти большие редукторы чрезвычайно прочны и с максимальной надежностью справляются с трудными задачами.

Децентрализованная приводная техника

Децентрализованная приводная техника и мехатронные приводные системы становятся все более важными. И предпочитаете ли вы размещать преобразователь частоты рядом с мотор-редуктором в полевых условиях или использовать мотор-редуктор напрямую со встроенным преобразователем частоты : мы предлагаем вам широкий выбор версий.

Серводвигатели и редукторы

Если вам нужна скорость, мощность и точность , наши чрезвычайно мощные редукторы для сервоприводов и серводвигатели — правильный выбор. В сочетании с подходящими интеллектуальными преобразователями частоты вы можете справиться даже со сложными многоосевыми приложениями и синхронизированными процессами с высокой эффективностью .

Техника управления

В зависимости от архитектуры предприятия и требований к оборудованию вам не обойтись без специальной технологии управления.Имея это в виду, мы расширили ассортимент нашей продукции устройствами для промышленной связи, а также контроллерами, панелями оператора, программным обеспечением и другими аксессуарами.

Техника безопасности

Проблема техники безопасности сейчас также актуальна в современной технологии электроприводов. Повышение требований к безопасности персонала и необходимость увеличения производительности требуют особо гибких и надежных решений безопасности. Доверьтесь нашему ассортименту функциональной безопасности и обеспечьте максимальную эксплуатационную безопасность в постоянном соответствии с последними действующими нормативами.

Типы, блок-схема, классификация и ее применение

Первый электропривод был изобретен в 1838 году Б.С. Якоби в России. Он испытал двигатель постоянного тока, который питается от батареи, чтобы толкать лодку. Хотя применение электропривода в промышленности может произойти спустя столько лет, как в 1870 году. В настоящее время это можно наблюдать практически повсеместно. Мы знаем, что скорость электрической машины (двигателя или генератора) может регулироваться частотой тока источника, а также приложенным напряжением.Хотя скорость вращения машины также можно точно контролировать, применяя концепцию электропривода. Основным преимуществом этой концепции является то, что управление движением можно оптимизировать просто с помощью привода.

Что такое электропривод?

Электрический привод можно определить как систему, которая используется для управления движением электрической машины. В этом приводе используется первичный двигатель, такой как бензиновый двигатель или дизельный двигатель, паровые турбины или газовые, электрические и гидравлические двигатели в качестве основного источника энергии.Эти первичные двигатели будут подавать механическую энергию к приводу для управления движением.
Электропривод может быть построен с электрическим приводным двигателем, а также со сложной системой управления для управления валом вращения двигателя. В настоящее время это можно сделать просто с помощью программного обеспечения. Таким образом, управление становится более точным, и эта концепция привода также предлагает простоту использования.
Электрический привод
Существует два типа электрических приводов, например, стандартный инвертор и сервопривод.Стандартный инверторный привод используется для управления крутящим моментом и скоростью. Сервопривод используется для управления крутящим моментом, а также скоростью, а также компонентами позиционирующей машины, используемой в приложениях, где требуется сложное движение.

Блок-схема электропривода

Блок-схема электропривода показана ниже, а нагрузка на диаграмме обозначает различные виды оборудования, которое может быть построено с электродвигателем, такое как стиральная машина, насосы, вентиляторы и т. Д.Электропривод может быть построен с источником, модулятором мощности, двигателем, нагрузкой, датчиком, блоком управления, командой ввода.
Блок-схема электропривода

Источник питания
Источник питания на приведенной выше блок-схеме обеспечивает необходимую энергию для системы. И преобразователь, и двигатель взаимодействуют с источником питания, чтобы обеспечить двигателю изменяемое напряжение, частоту и ток.

Модулятор мощности
Этот модулятор можно использовать для управления мощностью отключения источника питания.Регулировка мощности двигателя может осуществляться таким образом, что электродвигатель передает характеристику «скорость-крутящий момент», которая необходима для нагрузки. Во время временных операций экстремальный ток будет потребляться от источника питания.

Потребляемый ток от источника питания может превышать его, иначе может возникнуть падение напряжения. Поэтому модулятор мощности ограничивает ток двигателя, а также его источник.

Модулятор мощности может изменять энергию в зависимости от требований двигателя.Например, если в основе лежит постоянный ток и можно использовать асинхронный двигатель, после этого модулятор мощности изменяет постоянный ток на переменного тока . И он также выбирает режим работы двигателя, такой как торможение или двигатель.

Нагрузка
Механическая нагрузка может определяться средой производственного процесса, а источник энергии может выбираться из доступного источника на месте. Однако мы можем выбрать другие электрических компонентов , а именно электродвигатель, контроллер и преобразователь.

Блок управления
Блок управления в основном используется для управления модулятором мощности, и этот модулятор может работать как на уровнях мощности, так и при небольшом напряжении. И он также работает с модулятором мощности по своему усмотрению. Этот блок вырабатывает правила безопасности двигателя, а также модулятора мощности. Управляющий сигнал i / p регулирует рабочую точку привода от i / p к блоку управления.

Чувствительный элемент
Чувствительный элемент на блок-схеме используется для определения конкретного фактора привода, такого как скорость, ток двигателя.Этот блок в основном используется для работы в замкнутом контуре, в противном случае — для защиты.

Двигатель
Электродвигатель, предназначенный для конкретного применения, может быть выбран с учетом различных характеристик, таких как цена, достижение уровня мощности и производительности, необходимого для нагрузки в стабильном состоянии, а также при активных операциях.

Классификация электроприводов

Обычно они подразделяются на три типа, такие как групповой привод, индивидуальный привод и многодвигательный привод.Кроме того, эти приводы делятся на категории на основе различных параметров, которые обсуждаются ниже.

Электрические приводы делятся на два типа в зависимости от источника питания, а именно приводы переменного тока и приводы постоянного тока.
Электроприводы
подразделяются на два типа в зависимости от рабочей скорости, а именно приводы с постоянной скоростью и приводы с переменной скоростью.
Электроприводы
делятся на два типа в зависимости от количества двигателей, а именно однодвигательные приводы и многодвигательные приводы.
Электроприводы
подразделяются на два типа в зависимости от параметра управления, а именно: стабильные приводы крутящего момента и стабильные силовые приводы.

Преимущества электроприводов

К преимуществам электроприводов можно отнести следующее.

Эти сушки доступны с широким диапазоном скорости, мощности и крутящего момента.

В отличие от других главных двигателей, дозаправка двигателя не требуется, в противном случае нет необходимости в нагреве двигателя.

Не загрязняют атмосферу.

Раньше в приводах со стабильной скоростью использовались как синхронные, так и асинхронные двигатели. В приводах с регулируемой скоростью используется двигатель постоянного тока.

Они обладают гибкими характеристиками управления за счет использования электрического торможения.

В настоящее время электродвигатели переменного тока используются в приводах с регулируемой скоростью в связи с развитием полупроводниковых преобразователей.

Недостатки электропривода

К недостаткам электроприводов можно отнести следующее.

Этот привод нельзя использовать при отсутствии доступа к источнику питания.

Перебой в питании полностью останавливает всю систему.

Первоначальная цена системы высокая.

Плохой динамический отклик этого привода.

Полученная выходная мощность привода мала.

Использование этого привода может вызвать шумовое загрязнение.

Применение электроприводов

Области применения электроприводов:

Основное применение этого привода — электрическая тяга, то есть транспортировка материалов из одного места в другое. Различные типы электрической тяги в основном включают электропоезда, автобусы, троллейбусы, трамваи и транспортные средства на солнечных батареях, встроенные в аккумулятор.

Электроприводы широко используются в огромном количестве бытовых и промышленных применений, включая двигатели, транспортные системы, фабрики, текстильные фабрики, насосы, вентиляторы, роботы и т. Д.

Они используются в качестве главных двигателей для бензиновых или дизельных двигателей, турбин, например, газовых, или паровых, двигателей, таких как гидравлические и электрические.

Итак, это все об основах электроприводов. Из приведенной выше информации, наконец, мы можем сделать вывод, что привод — это один из видов электрических устройств, используемых для управления энергией, передаваемой на электродвигатель.