Понятие об электроприводе: Понятие об электроприводе

Содержание

Понятие об электроприводе

Теория электропривода

Понятие об электроприводе, как электромеханической системе, его назначение и функции. Типы электроприводов, структура и основные элементы современного электро­привода. Особенности развития электропривода.

Основным средством для приведения в движение рабочих машин в настоящее время яв­ляется электродвигатель. Поэтому основным типом привода является электрический привод или сокращенно электропривод.

Эл. приводом называется электромеханическое устройство, предназначенное для приве­дения в движение рабочих органов машин-орудий и управления их технологическими процес­сами. Блок схема эл. привода как объекта управления может быть представлена в следующем виде:

Mмех (Fмех)

Wмех (Vмех)

Механическая часть

Энергетическая

Часть

Информационная част ь СУ

Ротор

(якорь)

Двигателя

Передаточный

Механизм

Частотно регулируемый электропривод

Производим и продаем частотные преобразователи: Цены на преобразователи частоты(21.01.16г.): Частотники одна фаза в три: Модель Мощность Цена CFM110 0.25кВт 2300грн CFM110 0.37кВт 2400грн CFM110 0.55кВт 2500грн CFM210 1,0 кВт 3200грн …

Переходные процессы при пуске и торможении электропривода с короткозамкнутым Асинхронным двигателем (АД)

В большинстве случаев к. з. АД питается от сети с U1=const и f1=const. Поэтому нелинейность их механических характеристик проявляется полностью как в режимах пуска, так и торможения. Магнитный поток в …

Переходный процесс электропривода с двигателем независимого возбуждения при из­менении магнитного потока

Обычно ДНВ работает при Ф=Фн если U=const или U=var. Необходимость ослабления по­тока возникает когда требуется получить скорость, превышающую основную (согласно тре­бованиям технологического процесса ). Если бы поток изменялся мгновенно, то …

Продажа шагающий экскаватор 20/90

Цена договорная
Используются в горнодобывающей промышленности при добыче полезных ископаемых (уголь, сланцы, руды черных и
цветных металлов, золото, сырье для химической промышленности, огнеупоров и др.) открытым способом. Их назначение – вскрышные работы с укладкой породы в выработанное пространство или на борт карьера. Экскаваторы способны
перемещать горную массу на большие расстояния. При разработке пород повышенной прочности требуется частичное или
сплошное рыхление взрыванием.
Вместимость ковша, м3 20
Длина стрелы, м 90
Угол наклона стрелы, град 32
Концевая нагрузка (max.) тс 63
Продолжительность рабочего цикла (грунт первой категории), с 60
Высота выгрузки, м 38,5
Глубина копания, м 42,5
Радиус выгрузки, м 83
Просвет под задней частью платформы, м 1,61
Диаметр опорной базы, м 14,5

Удельное давление на грунт при работе и передвижении, МПа 0,105/0,24
Размеры башмака (длина и ширина), м 13 х 2,5
Рабочая масса, т 1690
Мощность механизма подъема, кВт 2х1120
Мощность механизма поворота, кВт 4х250
Мощность механизма тяги, кВт 2х1120
Мощность механизма хода, кВт 2х400
Мощность сетевого двигателя, кВ 2х1600
Напряжение питающей сети, кВ 6
Более детальную информацию можете получить по телефону (063)0416788

2 Общие сведения об электроприводе

2.1. Общие сведения об электроприводе

2.1.1. Понятие об электроприводе

Основные элементы АЭП показаны на рис. 2.1: РМ – рабочая машина, МПУ – механическое передаточное устройство, ЭДУ – электродвигательное устройство, СПУ – силовое преобразовательное устройство, УУ – управляющее устройство, ЗУ – задающее устройство.

Дадим более подробную характеристику перечисленных элементов АЭП.

Под рабочими машинами понимают механические устройства, осуществляющие изменение формы, свойств, состояния и положение предметов труда или сбор, переработку и использование информации. Примерами рабочих машин для изменения формы предметов труда могут служить металлообрабатывающие станки, прессы, прокатные станы металлургического производства и др. Изменение свойств и состояния предметов труда осуществляется, например, с помощью установок для закалки, нанесения покрытий, химических установок, компрессоров и др. Для изменения местоположения объектов используются подъемные краны, лифты, эскалаторы, конвейеры,



электрифицированные транспортные средства и др. Учитывая столь широкую область применения АЭП, можно сказать, что он охватывает практически все области современной техники.

Электродвигательное устройство является в электроприводе основным элементом, преобразующим механическую энергию в электрическую. В качестве ЭДУ используются асинхронные двигатели синхронные двигатели, двигатели постоянного тока независимого, последовательного и смешанного возбуждения, шаговые, вентильные двигатели и др.

Рекомендуемые файлы

Механическая энергия от ЭДУ передается к исполнительным органам РМ через механическое передаточное устройство (механический редуктор, цепная передача, ходовая пара «винт-гайка» и т.д.). МПУ позволяет при необходимости преобразовать выходные переменные ЭДУ в требуемые для приведения в движения РМ. Например, преобразовать вращательное движение вала двигателя в линейное перемещение суппорта токарного станка, понизить с помощью редуктора частоту вращения вала двигателя, обеспечить необходимую величину момента или усилия на исполнительном органе РМ.

Для создания регулирующего воздействия на ЭДУ используется силовое преобразовательное устройств. На вход СПУ поступают сигналы от управляющего устройства.

Желаемые значения регулируемых переменных задаются  с помощью

задающего устройства.

Современные АЭП при жестких требованиях к качеству регулирования выходных переменных выполняются в виде замкнутых систем автоматического управления. При этом на входы УУ кроме сигналов задания поступают сигналы обратной связи, формируемые датчиками обратных связей Д1, Д2, и т.д., например, сигналы пропорциональные частоте вращения двигателя wд, моменту на валу двигателя, моменту Mио и скорости Vио исполнительного органа, и др. В замкнутой системе УУ формирует командные сигналы на СПУ в функции сигналов рассогласования, получаемых в результате сравнения задающих сигналов с сигналами соответствующих датчиков обратных связей. 

Учитывая изложенное, можно сказать:

автоматизированным электроприводом называется электромеханическая система, предназначенная для приведения в движение исполнительных органов рабочих машин и управления их технологическими процессами, состоящая из задающего, управляющего, силового преобразовательного, электродвигательного и механического передаточного устройств.

В тех случаях, когда нет жестких требований к качеству управления движением исполнительных органов рабочей машины, используются более простые привода, состоящие из силового выключателя и электродвигателя.

С точки зрения способов распределения механической энергии разнообразные ЭП можно разделить на 3 вида: групповой, индивидуальный, взаимосвязанный.

Групповой ЭП применялся на первых этапах развития техники привода и обеспечивал движение исполнительных органов нескольких рабочих машин или нескольких исполнительных органов одной и той же машины. Передача механической энергии и ее распределение в этом случае  осуществлялось от одного двигателя  с помощью трансмиссий. Очевидные недостатки такого привода –  громоздкость механических связей, сложность управления движением каждого исполнительного органа. Вследствие этого групповой ЭП в настоящее время почти не применяется..

В индивидуальном ЭП управление движением каждого исполнительного органа обеспечивается отдельным двигателем, что упрощает механические передачи, облегчает управление движением, позволяет достичь более высоких энергетических показателей.

Взаимосвязанный ЭП имеет два или несколько электрически или механически связанных между собой двигателей. Примером взаимосвязанного ЭП может служить привод цепного конвейера большой протяженности. Исполнительным органом такого конвейера служит цепь, приводимая в движение несколькими двигателями, установленными по длине конвейера. Взаимосвязанный ЭП широко применяется в транспортных установках, бумагоделательных машинах, текстильных агрегатах, прокатных станах металлургического производства  и т.д. Одной из разновидностей взаимосвязанного ЭП является многодвигательный привод – это электропривод, в котором несколько двигателей работают на общий вал.

2.1.2. Приведение моментов и сил сопротивления, инерционных масс и моментов инерции

В большинстве случаев, как отмечалось выше, двигатель приводит в движение исполнительный орган механизма через механическое передаточное устройство, отдельные элементы которого движутся с различными скоростями.

При инженерных расчетах в большинстве практических случаев  можно принять механические связи абсолютно жесткими (не учитывать упругость звеньев и наличие зазоров в передачах). Тогда движение одного элемента дает полную информацию о движении всех остальных элементов, и достаточно рассматривать один элемент. В качестве такого элемента обычно принимают  вал двигателя. В результате расчетную схему механической части привода можно свести к одному обобщенному механическому  звену. В качестве него обычно принимают вал двигателя.

При этом возникает задача определения эквивалентного (приведенного) момента инерции  и момента сопротивления (статического момента) производственного механизма.

Для приведения к валу двигателя момента или усилия нагрузки исполнительного органа производственного механизма используется уравнение энергетического баланса системы. Мощность на валу двигателя  определяется мощностью статического сопротивления  на исполнительном органе и потерями  в механических звеньях

=  + .

Потери мощности можно учесть введением в расчеты соответствующего КПД кинематической схемы

                                       = .                                                           (2.1.)

Для механизма с вращательным движением исполнительного органа (см. рис. 2.2) мощность, Вт определяется общим соотношением

                                      ,                                                           (2.2)

где  — момент на соответствующем звене, Н×м;

       w   — угловая скорость этого звена, рад/с.

Отметим, что угловая скорость

, рад/с связана с частотой вращения n, об/мин соотношением

Обозначим через  угловую скорость вала двигателя, wио — угловую скорость вала исполнительного органа, а соответствующие моменты — Мс и Мио. С учетом (2.1), (2.2.) можно записать

,

откуда момент сопротивления механизма, приведенный к валу двигателя

.

Или учитывая, что  есть передаточное отношение редуктора, получим

                                                      (2.3.)


В установившихся режимах момент Мсуравновешивается моментом двигателя М (см. рис. 2.2, 2.3).

При поступательном движении исполнительного органа (см. рис. 2.3)

,

где Fи.o– усилие нагрузки на исполнительном органе, Н;

      Vи.o – линейная скорость его движения, м/с.

Тогда с учетом (2.1) получим

откуда

Отношение линейной скорости исполнительного механизма к угловой скорости двигателя

Vи.o/wд = r

имеет размерность метры и называется радиусом приведения нагрузки к валу двигателя. Используя это понятие последнее выражение можно переписать в виде

Приведение моментов инерции к одной оси вращения основывается на равенстве кинетических энергий переходной и эквивалентной (приведенной) системы. В эквивалентной системе инерционность всех видов звеньев реальной механической системы заменяется одним моментом инерции Jпр, приведенным к валу двигателя. при наличии вращающихся частей с моментом инерции J1, J2Jn и угловыми скоростями w1, w2,…wn (см. рис. 2.2) с учетом баланса кинетических энергий можно записать:

откуда

                                                                         (2.4)

где  — передаточное отношение редуктора от вала двигателя до i-го элемента;  — момент инерции двигателя и других элементов (муфты, шестерни и т.п.), установленных на валу двигателя.

Часто в каталогах для двигателей указывается величина махового момента GD2, кгс×м. В этом случае момент инерции в системе СИ вычисляется по формуле

Если в кинематической схеме имеются поступательно движущиеся элементы (см. рис. 2.3), то их масса приводится к валу двигателя также на основе равенства запаса кинетической энергии

Откуда дополнительная составляющая момента инерции, приведенная к валу двигателя

.                                         (2.5)

Если механизм имеет вращающиеся и поступательно-движущиеся элементы, то выражение (1.4) содержит дополнительно слагаемые вида (1.5).

2.1.3. Механические характеристики электродвигателей и производственных механизмов

При проектировании электропривода электродвигатель должен выбираться так, чтобы его механические характеристики соответствовали механическим характеристикам производственного механизма. Механические характеристики дают взаимосвязь переменных в установившихся режимах.

Механической характеристикой механизма называют зависимость между угловой скоростью и моментом сопротивления механизма, приведенными к валу двигателя) w=f(Mс.

Среди всего многообразия выделяют несколько характерных типов механических характеристик механизмов:

1. Характеристика с моментом сопротивления, не зависящим от скорости (прямая 1 на рис. 2.4). Такой характеристикой обладают, например, подъемные краны, лебедки, поршневые насосы при неизменной высоте подачи и др.

2. Характеристика с моментом сопротивления линейно зависящим от скорости (прямая 2 на рис. 2.4). Такая зависимость присуща, например, приводу генератора постоянного тока с независимым возбуждением, работающему на постоянную нагрузку.

3. Характеристика с нелинейным возрастанием момента (кривая 3 на рис. 2.4.). Типичными примерами здесь могут служить характеристики вентиляторов, центробежных насосов, гребных винтов. Для этих механизмов момент Мс зависит от квадрата угловой скорости w.

4. Характеристика с нелинейно спадающим моментом сопротивления (кривая 4 на рис. 2.4). Например, у механизмов главного движения некоторых металлорежущих станков момент Мс изменяется обратно пропорционально w, а мощность потребляемая механизмом, остается постоянной.


Механической характеристикой электродвигателя называется зависимость его угловой скорости от вращающего момента wд = f(M).

В качестве примеров  на рис. 2.5 приведены механические характеристики: 1 — синхронного двигателя; 2 – двигателя постоянного тока независимого возбуждения; 3 – двигателя постоянного тока последовательного возбуждения.

Для оценки свойств механических характеристик электропривода используют понятие жесткости характеристики. Жесткость определяется по выражению

,

где DМ – изменение момента двигателя;

      Dwд – соответствующее изменение угловой скорости.

Для линейных характеристик значение b остается постоянным, для нелинейных – зависит от рабочей точки.

Используя это понятие, характеристики, приведенные на рис. 2.5, можно качественно оценить так: 1 – абсолютно жесткая (b = ¥); 2 – жесткая; 3 – мягкая.

2.1.4. Уравнение движения электропривода. Статическая устойчивость электропривода.

При воздействии на электропривод различных возмущений (изменение статического момента, колебания сетевого напряжения и т.п.) в нем возникают переходные процессы. Уравнение движения электропривода учитывает силы и моменты, действующие в переходных режимах.

Как известно из физики в соответствии с законом Ньютона при поступательном движении движущая сила F уравновешивается силой сопротивления Fc машины и инерционной силой

.

Для электропривода характерно вращательное движение, а уравнение его движения имеет аналогичный вид

                                                                                      (2.6)

Здесь аналогом массы является приведенный момент инерции Jпр,вместо линейной скорости V рассматривается угловая скорость wд, а в правую часть уравнения входят момент двигателя М и статический момент механизма Мс. Из уравнения (2.6) следует, что в установившемся режиме, когда ускорение

                                                                                                          (2.7)

т.е. момент двигателя уравновешивается моментом сопротивления  производственного механизма.


На рис. 2.6 показаны механические характеристики: 1 – двигателя и 2 – производственного механизма. (Фактически момент двигателя и момент Мс имеют противоположные знаки, но для удобства анализа их показывают в одном и том же квадрате). Очевидно, что равенству (2.7) соответствует на рис. 2.6 точка а, где характеристики пересекаются. При этом угловая скорость электропривода равна wд1.

Установившийся режим работы привода может быть устойчивым или неустойчивым. Для решения этого вопроса  проанализируем поведение электропривода при отключениях от равновесного режима в точке а.

Предположим под действием возмущения угловая скорость отклонилась относительно wд  на +Dw . В этом случае момент двигателя уменьшается и примет значение М1(см. рис 2.6), а статический момент возрастет до Мс1, т.е будет иметь место соотношение

.

При этом, в соответствии с уравнением (2.6), ускорение  будет отрицательным, т.е. привод будет замедляться, а w дснижаться. Система стремится возвратиться к положению равновесия в точку а, что условно показано на рис. 2.6 стрелками.

Рассмотрим теперь ситуацию, когда угловая скорость отклоняется на — Dw: момент двигателя возрастает до М2, а момент механизма снижается до Мс2, и выполняется соотношение

.

Ускорение  в этом случае будет положительным, угловая скорость wд  возрастает, и система вновь стремится к положению равновесия в точке а.

Проведенный анализ показывает, что режим работы электропривода в точке а для рассматриваемого сочетания характеристик двигателя и механизма будет устойчивым.

Условие устойчивости является совершенно необходимым условием работоспособности электропривода. Следует учитывать, что оно выполняется далеко не всегда. Предлагается самостоятельно провести аналогичный анализ для сочетания характеристик, показанных на рис. 2.7. (1-характеристика двигателя, 2- характеристика механизма), и убедиться, что в точке а условия устойчивости выполняются, а в точке в нет.

Выводы, получаемые в результате проведенного анализа, характеризуют, так называемую статическую устойчивость электропривода, т.е. способность системы возвращаться к исходному режиму при достаточно «малых» отклонениях.

2.1.5. Диапазон регулирования скорости. Статические ошибки

Многие производственные механизмы, например, механизмы подачи и главного движения металлорежущих станков, механизмы подъемно-транспортных установок и др. требуют регулирования скорости исполнительных органов. Для таких механизмов используются регулируемые электроприводы.

Важнейшими показателями качества для регулируемого электропривода являются диапазон регулирования скорости и падение скорости от нагрузки.

Под диапазоном регулирования скорости понимают отношение верхней (наибольшей) скорости  к нижней  (наименьшей скорости. Под верхней и нижней скоростями обычно понимают задаваемые значения угловых скоростей на холостом ходу (см. рис. 2.8)

                                  .                                                             (2.8)

Например, если электропривод имеет верхнюю скорость =1000об/мин и D =1000, то нижняя скорость обмин.

Падение скорости под нагрузкой  (см. рис.2.8) определяют обычно при номинальном значении нагрузки (момента). Величину  называют также абсолютной статической ошибкой от нагрузки. Для оценки качества работы электропривода удобнее использовать значение относительной статической ошибки от нагрузки.

Относительная ошибка определяется обычно в процентах по выражению

,

где  — заданное значение угловой скорости или частоты вращения.

Значение абсолютной ошибки  на верхней и нижней характеристиках, как правило, одно и то же. При этом относительная ошибка на верхней скорости

                                   ,                                (2.9)

а на нижней

                                                                 (2.10)

Используя выражения (2.9) и (2.10), найдем отношение

.

Тогда, с учетом выражения (2.9) для диапазона регулирования, получим

                                                 .                                                 (2.11)

Таким образом, относительная статическая ошибка от нагрузки на нижней скорости в D раз больше, чем на верхней.

Производственные механизмы, как правило, требуют поддержания скорости с заданной точностью во всем диапазоне регулирования. Отсюда следует, что при проектировании электропривода нужно прежде всего обеспечить требуемую точность стабилизации на нижней скорости.

2.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ

2.1.1. Понятие об электроприводе

Основные элементы АЭП показаны на рис. 2.1: РМ – рабочая машина, МПУ – механическое передаточное устройство, ЭДУ – электродвигательное устройство, СПУ – силовое преобразовательное устройство, УУ – управляющее устройство, ЗУ – задающее устройство.

Дадим более подробную характеристику перечисленных элементов АЭП.

Под рабочими машинами понимают механические устройства, осуществляющие изменение формы, свойств, состояния и положение предметов труда или сбор, переработку и использование информации. Примерами рабочих машин для изменения формы предметов труда могут служить металлообрабатывающие станки, прессы, прокатные станы металлургического производства и др. Изменение свойств и состояния предметов труда осуществляется, например, с помощью установок для закалки, нанесения покрытий, химических установок, компрессоров и др. Для изменения местоположения объектов используются подъемные краны, лифты, эскалаторы, конвейеры,



электрифицированные транспортные средства и др. Учитывая столь широкую область применения АЭП, можно сказать, что он охватывает практически все области современной техники.

Электродвигательное устройство является в электроприводе основным элементом, преобразующим механическую энергию в электрическую. В качестве ЭДУ используются асинхронные двигатели синхронные двигатели, двигатели постоянного тока независимого, последовательного и смешанного возбуждения, шаговые, вентильные двигатели и др.

Механическая энергия от ЭДУ передается к исполнительным органам РМ через механическое передаточное устройство (механический редуктор, цепная передача, ходовая пара «винт-гайка» и т.д.). МПУ позволяет при необходимости преобразовать выходные переменные ЭДУ в требуемые для приведения в движения РМ. Например, преобразовать вращательное движение вала двигателя в линейное перемещение суппорта токарного станка, понизить с помощью редуктора частоту вращения вала двигателя, обеспечить необходимую величину момента или усилия на исполнительном органе РМ.

Для создания регулирующего воздействия на ЭДУ используется силовое преобразовательное устройств. На вход СПУ поступают сигналы от управляющего устройства.

Желаемые значения регулируемых переменных задаются  с помощью задающего устройства.

Современные АЭП при жестких требованиях к качеству регулирования выходных переменных выполняются в виде замкнутых систем автоматического управления. При этом на входы УУ кроме сигналов задания поступают сигналы обратной связи, формируемые датчиками обратных связей Д1, Д2, и т.д., например, сигналы пропорциональные частоте вращения двигателя wд, моменту на валу двигателя, моменту Mио и скорости Vио исполнительного органа, и др. В замкнутой системе УУ формирует командные сигналы на СПУ в функции сигналов рассогласования, получаемых в результате сравнения задающих сигналов с сигналами соответствующих датчиков обратных связей. 

Учитывая изложенное, можно сказать:

автоматизированным электроприводом называется электромеханическая система, предназначенная для приведения в движение исполнительных органов рабочих машин и управления их технологическими процессами, состоящая из задающего, управляющего, силового преобразовательного, электродвигательного и механического передаточного устройств.

В тех случаях, когда нет жестких требований к качеству управления движением исполнительных органов рабочей машины, используются более простые привода, состоящие из силового выключателя и электродвигателя.

С точки зрения способов распределения механической энергии разнообразные ЭП можно разделить на 3 вида: групповой, индивидуальный, взаимосвязанный.

Групповой ЭП применялся на первых этапах развития техники привода и обеспечивал движение исполнительных органов нескольких рабочих машин или нескольких исполнительных органов одной и той же машины. Передача механической энергии и ее распределение в этом случае  осуществлялось от одного двигателя  с помощью трансмиссий. Очевидные недостатки такого привода –  громоздкость механических связей, сложность управления движением каждого исполнительного органа. Вследствие этого групповой ЭП в настоящее время почти не применяется..

В индивидуальном ЭП управление движением каждого исполнительного органа обеспечивается отдельным двигателем, что упрощает механические передачи, облегчает управление движением, позволяет достичь более высоких энергетических показателей.

Взаимосвязанный ЭП имеет два или несколько электрически или механически связанных между собой двигателей. Примером взаимосвязанного ЭП может служить привод цепного конвейера большой протяженности. Исполнительным органом такого конвейера служит цепь, приводимая в движение несколькими двигателями, установленными по длине конвейера. Взаимосвязанный ЭП широко применяется в транспортных установках, бумагоделательных машинах, текстильных агрегатах, прокатных станах металлургического производства  и т.д. Одной из разновидностей взаимосвязанного ЭП является многодвигательный привод – это электропривод, в котором несколько двигателей работают на общий вал.

2.1.2. Приведение моментов и сил сопротивления, инерционных масс и моментов инерции

В большинстве случаев, как отмечалось выше, двигатель приводит в движение исполнительный орган механизма через механическое передаточное устройство, отдельные элементы которого движутся с различными скоростями.

При инженерных расчетах в большинстве практических случаев  можно принять механические связи абсолютно жесткими (не учитывать упругость звеньев и наличие зазоров в передачах). Тогда движение одного элемента дает полную информацию о движении всех остальных элементов, и достаточно рассматривать один элемент. В качестве такого элемента обычно принимают  вал двигателя. В результате расчетную схему механической части привода можно свести к одному обобщенному механическому  звену. В качестве него обычно принимают вал двигателя.

При этом возникает задача определения эквивалентного (приведенного) момента инерции  и момента сопротивления (статического момента) производственного механизма.

Для приведения к валу двигателя момента или усилия нагрузки исполнительного органа производственного механизма используется уравнение энергетического баланса системы. Мощность на валу двигателя  определяется мощностью статического сопротивления  на исполнительном органе и потерями  в механических звеньях

=  + .

Потери мощности можно учесть введением в расчеты соответствующего КПД кинематической схемы

                                       = .                                                           (2.1.)

Для механизма с вращательным движением исполнительного органа (см. рис. 2.2) мощность, Вт определяется общим соотношением

                                      ,                                                           (2.2)

где  — момент на соответствующем звене, Н×м;

       w   — угловая скорость этого звена, рад/с.

Отметим, что угловая скорость , рад/с связана с частотой вращения n, об/мин соотношением

Обозначим через  угловую скорость вала двигателя, wио — угловую скорость вала исполнительного органа, а соответствующие моменты — Мс и Мио. С учетом (2.1), (2.2.) можно записать

,

откуда момент сопротивления механизма, приведенный к валу двигателя

.

Или учитывая, что  есть передаточное отношение редуктора, получим

                                                      (2.3.)


В установившихся режимах момент Мсуравновешивается моментом двигателя М (см. рис. 2.2, 2.3).

При поступательном движении исполнительного органа (см. рис. 2.3)

,

где Fи.o– усилие нагрузки на исполнительном органе, Н;

      Vи.o – линейная скорость его движения, м/с.

Тогда с учетом (2.1) получим

откуда

Отношение линейной скорости исполнительного механизма к угловой скорости двигателя

Vи.o/wд = r

имеет размерность метры и называется радиусом приведения нагрузки к валу двигателя. Используя это понятие последнее выражение можно переписать в виде

Приведение моментов инерции к одной оси вращения основывается на равенстве кинетических энергий переходной и эквивалентной (приведенной) системы. В эквивалентной системе инерционность всех видов звеньев реальной механической системы заменяется одним моментом инерции Jпр, приведенным к валу двигателя. при наличии вращающихся частей с моментом инерции J1, J2Jn и угловыми скоростями w1, w2,…wn (см. рис. 2.2) с учетом баланса кинетических энергий можно записать:

откуда

                                                                         (2.4)

где  — передаточное отношение редуктора от вала двигателя до i-го элемента;  — момент инерции двигателя и других элементов (муфты, шестерни и т.п.), установленных на валу двигателя.

Часто в каталогах для двигателей указывается величина махового момента GD2, кгс×м. В этом случае момент инерции в системе СИ вычисляется по формуле

Если в кинематической схеме имеются поступательно движущиеся элементы (см. рис. 2.3), то их масса приводится к валу двигателя также на основе равенства запаса кинетической энергии

Откуда дополнительная составляющая момента инерции, приведенная к валу двигателя

.                                         (2.5)

Если механизм имеет вращающиеся и поступательно-движущиеся элементы, то выражение (1.4) содержит дополнительно слагаемые вида (1.5).

2.1.3. Механические характеристики электродвигателей и производственных механизмов

При проектировании электропривода электродвигатель должен выбираться так, чтобы его механические характеристики соответствовали механическим характеристикам производственного механизма. Механические характеристики дают взаимосвязь переменных в установившихся режимах.

Механической характеристикой механизма называют зависимость между угловой скоростью и моментом сопротивления механизма, приведенными к валу двигателя) w=f(Mс.

Среди всего многообразия выделяют несколько характерных типов механических характеристик механизмов:

1. Характеристика с моментом сопротивления, не зависящим от скорости (прямая 1 на рис. 2.4). Такой характеристикой обладают, например, подъемные краны, лебедки, поршневые насосы при неизменной высоте подачи и др.

2. Характеристика с моментом сопротивления линейно зависящим от скорости (прямая 2 на рис. 2.4). Такая зависимость присуща, например, приводу генератора постоянного тока с независимым возбуждением, работающему на постоянную нагрузку.

3. Характеристика с нелинейным возрастанием момента (кривая 3 на рис. 2.4.). Типичными примерами здесь могут служить характеристики вентиляторов, центробежных насосов, гребных винтов. Для этих механизмов момент Мс зависит от квадрата угловой скорости w.

4. Характеристика с нелинейно спадающим моментом сопротивления (кривая 4 на рис. 2.4). Например, у механизмов главного движения некоторых металлорежущих станков момент Мс изменяется обратно пропорционально w, а мощность потребляемая механизмом, остается постоянной.


Механической характеристикой электродвигателя называется зависимость его угловой скорости от вращающего момента wд = f(M).

В качестве примеров  на рис. 2.5 приведены механические характеристики: 1 — синхронного двигателя; 2 – двигателя постоянного тока независимого возбуждения; 3 – двигателя постоянного тока последовательного возбуждения.

Для оценки свойств механических характеристик электропривода используют понятие жесткости характеристики. Жесткость определяется по выражению

,

где DМ – изменение момента двигателя;

      Dwд – соответствующее изменение угловой скорости.

Для линейных характеристик значение b остается постоянным, для нелинейных – зависит от рабочей точки.

Используя это понятие, характеристики, приведенные на рис. 2.5, можно качественно оценить так: 1 – абсолютно жесткая (b = ¥); 2 – жесткая; 3 – мягкая.

2.1.4. Уравнение движения электропривода. Статическая устойчивость электропривода.

При воздействии на электропривод различных возмущений (изменение статического момента, колебания сетевого напряжения и т.п.) в нем возникают переходные процессы. Уравнение движения электропривода учитывает силы и моменты, действующие в переходных режимах.

Как известно из физики в соответствии с законом Ньютона при поступательном движении движущая сила F уравновешивается силой сопротивления Fc машины и инерционной силой

.

Для электропривода характерно вращательное движение, а уравнение его движения имеет аналогичный вид

                                                                                      (2.6)

Здесь аналогом массы является приведенный момент инерции Jпр,вместо линейной скорости V рассматривается угловая скорость wд, а в правую часть уравнения входят момент двигателя М и статический момент механизма Мс. Из уравнения (2.6) следует, что в установившемся режиме, когда ускорение

                                                                                                          (2.7)

т.е. момент двигателя уравновешивается моментом сопротивления  производственного механизма.


На рис. 2.6 показаны механические характеристики: 1 – двигателя и 2 – производственного механизма. (Фактически момент двигателя и момент Мс имеют противоположные знаки, но для удобства анализа их показывают в одном и том же квадрате). Очевидно, что равенству (2.7) соответствует на рис. 2.6 точка а, где характеристики пересекаются. При этом угловая скорость электропривода равна wд1.

Установившийся режим работы привода может быть устойчивым или неустойчивым. Для решения этого вопроса  проанализируем поведение электропривода при отключениях от равновесного режима в точке а.

Предположим под действием возмущения угловая скорость отклонилась относительно wд  на +Dw . В этом случае момент двигателя уменьшается и примет значение М1(см. рис 2.6), а статический момент возрастет до Мс1, т.е будет иметь место соотношение

.

При этом, в соответствии с уравнением (2.6), ускорение  будет отрицательным, т.е. привод будет замедляться, а w дснижаться. Система стремится возвратиться к положению равновесия в точку а, что условно показано на рис. 2.6 стрелками.

Рассмотрим теперь ситуацию, когда угловая скорость отклоняется на — Dw: момент двигателя возрастает до М2, а момент механизма снижается до Мс2, и выполняется соотношение

.

Ускорение  в этом случае будет положительным, угловая скорость wд  возрастает, и система вновь стремится к положению равновесия в точке а.

Проведенный анализ показывает, что режим работы электропривода в точке а для рассматриваемого сочетания характеристик двигателя и механизма будет устойчивым.

Условие устойчивости является совершенно необходимым условием работоспособности электропривода. Следует учитывать, что оно выполняется далеко не всегда. Предлагается самостоятельно провести аналогичный анализ для сочетания характеристик, показанных на рис. 2.7. (1-характеристика двигателя, 2- характеристика механизма), и убедиться, что в точке а условия устойчивости выполняются, а в точке в нет.

Выводы, получаемые в результате проведенного анализа, характеризуют, так называемую статическую устойчивость электропривода, т.е. способность системы возвращаться к исходному режиму при достаточно «малых» отклонениях.

2.1.5. Диапазон регулирования скорости. Статические ошибки

Многие производственные механизмы, например, механизмы подачи и главного движения металлорежущих станков, механизмы подъемно-транспортных установок и др. требуют регулирования скорости исполнительных органов. Для таких механизмов используются регулируемые электроприводы.

Важнейшими показателями качества для регулируемого электропривода являются диапазон регулирования скорости и падение скорости от нагрузки.

Под диапазоном регулирования скорости понимают отношение верхней (наибольшей) скорости  к нижней  (наименьшей скорости. Под верхней и нижней скоростями обычно понимают задаваемые значения угловых скоростей на холостом ходу (см. рис. 2.8)

                                  .                                                             (2.8)

Например, если электропривод имеет верхнюю скорость =1000об/мин и D =1000, то нижняя скорость обмин.

Падение скорости под нагрузкой  (см. рис.2.8) определяют обычно при номинальном значении нагрузки (момента). Величину  называют также абсолютной статической ошибкой от нагрузки. Для оценки качества работы электропривода удобнее использовать значение относительной статической ошибки от нагрузки.

Относительная ошибка определяется обычно в процентах по выражению

,

где  — заданное значение угловой скорости или частоты вращения.

Значение абсолютной ошибки  на верхней и нижней характеристиках, как правило, одно и то же. При этом относительная ошибка на верхней скорости

                                   ,                                (2.9)

а на нижней

                                                                 (2.10)

Рекомендация для Вас — Национально-государственное размежевание Тюркестана.

Используя выражения (2.9) и (2.10), найдем отношение

.

Тогда, с учетом выражения (2.9) для диапазона регулирования, получим

                                                 .                                                 (2.11)

Таким образом, относительная статическая ошибка от нагрузки на нижней скорости в D раз больше, чем на верхней.

Производственные механизмы, как правило, требуют поддержания скорости с заданной точностью во всем диапазоне регулирования. Отсюда следует, что при проектировании электропривода нужно прежде всего обеспечить требуемую точность стабилизации на нижней скорости.

что это? Отвечаем на вопрос. Определение

В настоящее время абсолютно любая машина включает в себя три основные части, среди которых двигатель, исполнительный орган и передаточный механизм. Для надлежащего выполнения технологической машиной собственных функций ее исполнительный орган, так или иначе, должен совершать в достаточной степени определенные перемещения, реализуемые посредством привода. Что же следует понимать под этим понятием? Как осуществляется управление электроприводом? Какова история его возникновения? На эти и другие не менее серьезные вопросы можно отыскать ответы в процессе прочтения материалов данной статьи.

Введение

Важно знать, что на сегодняшний день известны следующие виды приводов:

  • Ручной, механический или конный привод.
  • Привод от ветряного двигателя.
  • Привод газовой турбины.
  • Привод гидравлического, пневматического или электрического двигателя (например, шаровой электропривод).
  • Привод водяного колеса.
  • Паровой привод.
  • Привод двигателя внутреннего сгорания.
  • Привод гидравлического, пневматического или электрического двигателя.

Сегодня деталь служит основной структурной составляющей любой машины технологического назначения, его ключевой задачей является обеспечение требуемого перемещения исполнительного органа механизма в соответствии с заданным законом. Необходимо отметить, что техническую машину современного времени целесообразно представить в качестве комплекса взаимодействующих приводов, которые объединены посредством системы управления, в полной мере обеспечивающей органам исполнения необходимые перемещения по сложным траекториям.

Электропривод – это современное решение

Интересно знать, что в процессе стремительного развития производства промышленности электрический привод на сегодняшний день занял первое место не только касательно представленной отрасли, но и в быту по суммарной определенной мощности двигателей и, конечно же, количественным характеристикам. Важно иметь в виду, что в любом электрическом приводе выделяется силовая часть, по которой передается энергия исполнительному органу от двигателя, и управленческая система, в полной мере обеспечивающая его перемещение в соответствии с заданным законом.

Электропривод – это понятие, определение которого вместе в развитием техники расширялось и уточнялось как в плане аспекта систем управления, так и касательно аспекта механики. Интересно знать, что в книге «Использование электрических двигателей в промышленности», изданной в 1935 году В. К. Поповым (профессор индустриального Ленинградского института), определено весьма интересное понятие регулируемого электрического привода. Так, под электроприводом следует понимать такой механизм, в отношении которого возможно изменение скорости, что не зависит от нагрузки.

Современное понятие электропривода

Со временем функции и области применения электрического привода расширялись. Так, к примеру, появился швейный электропривод или электропривод замочной скважины. Именно поэтому при автоматизации процессов производственного характера в комплексе появилась необходимость в уточнении рассматриваемого понятия. Так, на третьей конференции, связанной с автоматизацией процессов производства в области машиностроения и автоматизированного электропривода в промышленности, которая состоялась в мае 1959 года в Москве, было утверждено новое определение. Электропривод – это не что иное, как комплексное устройство, которое осуществляет преобразование электроэнергии в энергию механическую, а также обеспечивает электрическое управление механической энергией, которая была преобразована.

Электропривод в литературе

Интересно отметить, что С. И. Артоболевский в 1960 году в работе «Привод – ключевой структурный элемент машины» сделал вывод, что рассмотрению приводов в качестве комплексных систем, которые включают в себя исполнительный орган, передаточный механизм и двигатель, должного внимания не уделяется. Так, он подчеркнул, что теория электрического привода занимается условиями работы электродвигателя, не учитывая вспомогательный орган и передаточный механизм, а механика в плане теории изучает исполнительные органы и передаточные устройства, не учитывая при этом влияние двигателя.

Важно заметить, что в учебном пособии «База автоматизированного электропривода» в 1974 году Чиликина М. Г. и иных авторов был приведен следующий термин: «Электропривод – это электромеханическое устройство, которое предназначено для автоматизации и электрификации производственных процессов и состоит из управляющего, преобразовательного, передаточного и электродвигательного устройств».

Работа электропривода

Как же осуществляется работа электропривода? Для примера возьмем электропривод замка. Так, механическая энергия от передаточного устройства передается непосредственным образом рабочему (исполнительному) органу механизма производственного назначения. Электрический привод реализует преобразование электроэнергии в механическую, а также в полной мере обеспечивает электрическое управление энергией, которая была преобразована, согласно актуальным технологическим требованиям, относящимся к режимам работы механизма производственного характера.

Какие же еще определения известны сегодня?

Интересно знать, что в политехническом словаре в 1977 году, который был издан под редакцией И. И. Артоболевского (академик), приводился следующие термин: «Электропривод – не что иное, как электромеханическое устройство, предназначенное для приведение в движение машин и механизмов, в которой источник энергии – электродвигатель». Там отмечалось, что любой электрический привод (например, коляска-электропривод) включает в себя один или некоторое число электродвигателей, передаточный механизм, а также аппаратуру управления.

Особенности современных электроприводов

На сегодняшний день известно широкое многообразие электрических приводов. Ярким примером тому служит задвижка с электроприводом, ведь, казалось бы, совсем недавно общество и вообразить не могло подобный механизм. Важно заметить, что современные электрические приводы отличаются предельно высоким уровнем автоматизации, что позволяем им в полной мере работать в соответствии с экономичными режимами, а также с высокой точностью производить необходимые параметры движения машинного исполнительного органа. Именно поэтому уже на начале 1990-х рассматриваемый термин был расширен в сферу автоматизации.

Определение по ГОСТ

В ГОСТ Р50369-92 «Электроприводы» было представлено следующее понятие: «Электропривод – это электромеханическая система, включающая в себя преобразователи энергии, которые взаимодействуют между собой, механические и электромеханические преобразователи, информационные и управляющие устройства, а также механизмы сопряжения с внешними механическими, электрическими, информационными и управляющими системами. Предназначены они для приведения исполнительных органов машины в движение, а также контроля за этим движением для реализации технологического процесса».

В. И. Ключев об электроприводе

Как выяснилось, абсолютно любой электропривод, к примеру, электропривод зеркал, состоит из нескольких частей. Целесообразным будет подробнее раскрыть данную тему. Так, учебник В. И. Ключева «Теория электрического привода», который был издан в 2001 году, дает следующее определение рассматриваемого понятия в качестве технического устройства: «Электрический привод – не что иное, как электромеханическое устройство, которое предназначено для приведения в движение исполнительных органов машины и управления процессами технологической природы. Состоит оно из управляющего устройства, электродвигательного механизма и передаточного устройства». При этом в учебнике представлены четкие пояснения в плане назначения и состава названных составляющих электропривода. Целесообразным будет подробнее рассмотреть данный вопрос в следующей главе.

Части электропривода

Передаточное устройство любого электрического привода (например, инвалидная с электроприводом) содержит соединительные муфты и механические передачи, которые необходимы для передачи механической энергии, вырабатываемой двигателем, исполнительному механизму.

Преобразовательный механизм предназначен для управления потоком электроэнергии, который поступает из сети, для надлежащего регулирования режимов работы механизма и двигателя. Следует дополнить, что он является энергетической частью системы управления электрическим приводом.

Управляющее устройство служит информационной слаботочной частью управленческой системы, которая предназначена для сбора и последующей обработки поступающих сведений касательно состояния системы, задающих воздействий, а также выработки на основе данной системы сигналов контроля за преобразовательным устройством электродвигателя.

Два толкования

Из приведенного в статье материала можно сделать вывод о том, что понятие электропривода в настоящее время определяется двумя трактовками: в качестве совокупности разных устройств и в качестве раздела науки. В учебном пособии для высших учебных заведений «Теория автоматизированного электрического привода», которое было издано в 1979 году, подчеркивается, что теория электрического привода как самостоятельная область науки зародилась именно в нашей стране.

Важно отметить, что начальной точкой ее развития целесообразно считать 1880 год, ведь именно тогда в известном журнале под названием «Электричество» опубликовали статью Д. А. Лачинова «Электромеханическая работа». В ней впервые были охарактеризованы плюсы электрического распределения энергии механической.

Необходимо дополнить, что это же учебное пособие предполагает определение электрического привода в качестве области прикладной науки: «Теория электрического привода – техническая наука, которая изучает общие признаки электромеханических систем, методики их синтеза в соответствии с заданными показателями, а также законы управления движением этих систем».

Сегодня электрический привод — часть важнейшей, бурными темпами развивающейся сферы техники и науки, которая занимает ведущие позиции в автоматизации и электрификации быта и промышленности. Его применение и развитие, так или иначе, подразумевает повышение требований касательно электротехнических комплексов и систем.

Основные понятия и классификация ЭП

Элементы электропривода

Электроприводом называется электромеханическое устрой­ство, предназначенное для преобразования электрической энергии в механическую энергию вращательного, либо посту­пательного движения, и включающее электромеханический преобразователь (двигатель) и устройство управления двига­телем.

Один из вариантов блок-схемы ЭП приведен на рис. 17.1.

Рис. 17.1. Вариант блок-схемы электропривода

В общем случае ЭП включает преобразователь П, электромеханический преобразователь (электродвигатель) ЭМП (Д), рабочий механизм РМ, устройство (или устройства) обрат­ной связи УОС, суммирующий узел СУ. Преобразователь П, устройства обратной связи УОС и суммирующий узел СУ образуют устройство управления УУ. В зависимости от типа ЭП в УУ могут входить и другие элементы управления.

Преобразователь П предназначен для преобразования напряжения сети U сети в напряжение U пр другой частоты и величины, напряжение той же частоты и переменной ве­личины, постоянное напряжение, изменяющееся по величине, и до. Это напряжение подается на ЭМП (Д), который, развивая на валу вращающий момент М, непосредственно или через передаточное устройство приводит в движение (вращательное или поступательное) рабочий механизм РМ с моментом сопротивления Мс.

УОС служит для контроля, измерения и последующего учета ЭП регулируемой величины (на рис. 17.1 — частоты вращения ω).

УС осуществляет функцию суммирования задающего напряжения U зад и напряжения обратной связи по частоте вращения или иной величине U ос. Результирующее напряже­ние управления U рез, равное разности между задающим напряжением и напряжением обратной связи, определяет вы­ходные параметры преобразователя и, следовательно, скорость вращения двигателя.

Блок-схема на рис. 17.1 соответствует структуре автомати­зированных электроприводов — наиболее массовым типам ЭП. Другие типы ЭП могут иметь структуру большей или меньшей сложности.

Классификация электроприводов

В соответствии с ГОСТ-16593 ЭП классифицируются по следующим характеристикам:

1. По количеству и связи исполнительных, рабочих органов:

1.1. Индивидуальный, в котором рабочий исполнительный орган приводится одним самостоятельным двигателем, приводом.

1.2. Групповой, в котором один двигатель приводит в дей­ствие исполнительные органы РМ или несколько органов од­ной РМ.

1.3. Взаимосвязанный, в котором два или несколько ЭМП или ЭП электрически или механически связаны между собой с целью поддержания заданного соотношения или равенства скоростей, или нагрузок, или положения исполнительных орга­нов РМ.

1.4. Многодвигательный, в котором взаимосвязанные ЭП, ЭМП обеспечивают работу сложного механизма или работу на общий вал.

1.5. Электрический вал, взаимосвязанный ЭП, в котором для постоянства скоростей РМ, не имеющих механических

связей, используется электрическая связь двух или нескольких ЭМП.

2.  По типу управления и задаче управления:

2.1. Автоматизированный ЭП, управляемый путем автома­тического регулирования параметров и величин.

2.2. Программно-управляемый ЭП, функционирующий через посредство специализированной управляющей вычислительной машины в соответствии с заданной программой.

2.3. Следящий ЭП, автоматически отрабатывающий переме­щение исполнительного органа РМ с заданной точностью в соответствии с произвольно меняющимся сигналом управления.

2.4. Позиционный ЭП, автоматически регулирующий поло­жение исполнительного органа РМ.

2.5. Адаптивный ЭП, автоматически избирающий структуру или параметры устройства управления с целью установления оптимального режима работы.

3.  По характеру движения:

3.1. ЭП с вращательным вращательный движением.

3.2. Линейный ЭП с линейными двигателями.

3.3. Дискретный ЭП с ЭМП, подвижные части которого в установившемся режиме находятся в состоянии дискретного движения.

4.  По наличию и характеру передаточного устройства

4.1. Редукторный ЭП с редуктором или мультипликатором

4.2. Электрогидравлический с передаточным гидрав­лическим устройством.

4.3. Магнитогидродинамический ЭП с преобразованием электрической энергии в энергию движения токопроводящей жидкости.

5.  По роду тока:

5.1. Переменного тока.

5.2. Постоянного тока.

6.  По степени важности выполняемых операций:

6.1.  Главный ЭП, обеспечивающий главное движение или главную операцию (в многодвигательных ЭП).

6.2.  Вспомогательный ЭП.



Первая русская научная школа электропривода

Представлена история создания в ЭТИ, ЛЭТИ первой русской научной школы электропривода, ее развитие и становление.

Почти сто лет назад, в июле 1850 г., К. Маркс говорил: «Царствование его величества пара, перевернувшего мир в прошлом столетии, окончилось. На его место станет неизмеримо более революционная сила — электрическая искра». «Паровая машина научила нас превращать тепло в механическое движение» — писал несколько позднее — Ф. Энгельс, - но использование электричества откроет нам путь к тому, чтобы превращать все виды энергии одну в другую и применять их в промышленности… Благодаря этому производительные силы настолько вырастут, что управление ими будет все более и более не под силу буржуазии» (Маркс К., Энгельс Ф. Соч. 2-е изд. Т. 27. С. 283).

Спустя 50 лет, в июне 1898 г., созванное в Санкт-Петербурге широкое совещание представителей министерств и высших учебных заведений занималось определением путей выполнения поставленной первому высшему электротехническому учебному заведению задачи — готовить инженеров по всем электротехническим специальностям.

Если преподавание электротехники слабого тока уже имело 12 лет истории (с 1886 г.), то подготовка специалистов по «превращению всех видов энергии», главным образом тепловой, в электрическую и электрической в механическую для промышленных целей представляла трудную задачу, и дискуссия велась, в основном, вокруг вопроса разделения учебного плана на подотделы слабого и сильного тока и понятия о «промышленной электротехнике».

Если разделить пройденные 50 лет на два почти равных периода — до первых лет осуществления плана ГОЭЛРО в 1922-1923 гг. и после этого времени, — то история развития электропривода в России может создать впечатление, что прогноз Ф. Энгельса напугал русских промышленников, в борьбе с предубеждением которых против всяких новшеств в области привода на фабриках и заводах, автор настоящего очерка потратил первые, т. е. лучшие 10 лет своей научной и практической деятельности.

Что же было создано в Ленинградском электротехническом институте за первую четверть века в научной и учебной области промышленного использования электроэнергии? В течение первых пяти лет необычайно талантливый и широко образованный по тому времени профессор Павел Дмитриевич Войнаровский после организации М. А. Шателеном кафедры практической электротехники читал курс под наименованием «Электрическая передача и распределение механической энергии». Судя по первому литографированному учебному пособию, изданному П. Д. Войнаровским в 1899-1900 гг., в этом курсе помещались сведения по передаче электрической энергии на расстояние и по использованию ее на транспорте и в промышленности.

Этот первый труд заслуживает того, чтобы остановиться подробнее на его содержании. Первый его отдел, объемом в 56 страниц, содержит подсчеты коэффициента полезного действия передачи электрической энергии на расстояние и сравнение постоянного и переменного токов в отношении отдач. Начинается отдел со сравнения существующих способов передачи механической энергии на расстояние: гидравлического, сжатым воздухом, канатом и т. п. и, наконец, электрической энергии, причем на пятой странице автор говорит о праве «мечтать» о колоссальном развитии русской промышленности в связи с использованием энергии, которая кроется в волнах Терека, Днепра, Волги… «Наверное тогда электрическая энергия будет нас поить и кормить…»

Во втором отделе (с. 57-134) только первые пять страниц посвящены изложению преимуществ электрического привода по сравнению с прочими, причем говорится о преимуществах энергетических и ни слова о конструктивном влиянии электропривода на машину-орудие и на ее эффективность. На остальных 72 страницах излагаются способы пуска и регулирования электродвигателей.

Третий отдел (с. 135-164) содержит основные тяговые расчеты и последний отдел (с. 165-185) — расчеты мощности электрической станции.

Таким образом, этот курс явился первой ячейкой или корнем, от которого, спустя пять лет, появились уже три ветви — три будущие отрасли электротехники: передачи на далекие расстояния (как самостоятельный такой курс появляется в учебном плане электротехнического института, утвержденном в мае 1908 г.), электрической тяги и электрического распределения механической энергии.

Характерно, что изданное в 1901 г. старейшим профессором электротехнического института М. А. Шателеном «Руководство к составлению проектов электрического освещения и электрического распределения энергии в жилых помещениях, на фабриках, заводах и других общественных зданиях» (СПб., 1901), не содержит никаких указаний или расчетов об электрическом распределении механической энергии на фабриках и заводах, т. е. об электроприводе. Разделение преподавания названных двух видов использования электрической энергии — на транспорте (электрический трамвай) и в промышленности — относится к 1903 г., когда инженер Я. М. Гаккель начал чтение курса «Электрическая тяга», а инженер В. В. Дмитриев — курса «Электрическое распределение и передача механической энергии» и издал литографированное учебное пособие того же названия.

Как видно из характерной перестановки слов в названии этого учебного пособия, «электрической передачи» оно уже не содержит, хотя первые 13 страниц и посвящены сравнению различного способа передачи механической энергии паром, сжатым воздухом, водой, канатом и электрической энергии.

II раздел (с. 19-31) давал энергетическое понятие о трансмиссионном и одиночном электрическом приводе.

Основной раздел — III (с. 32-124) — посвящен рассмотрению электродвигателей постоянного тока, а IV раздел (с. 125—156) — способам соединения электродвигателя с машиной-орудием, при групповом и одиночном приводе. V раздел (157-169) посвящен способам определения мощности электродвигателя, а последний (170-272) — электродвигателям переменного тока.

Спустя 12 лет — в 1915 г. — профессор В. В. Дмитриев издал первое печатное учебное пособие под наименованием «Электрическое распределение механической энергии на фабриках и заводах». Здесь первый и самый крупный отдел (47 с.) посвящен сравнению одиночного и группового электрического привода, второй (25 с.) — пуску и регулировании электродвигателя, третий раздел (27 с.) — расчету мощности электродвигателей прокатного стана и шахтной машины и четвертый (14 с.) - пусковым устройствам.

То, что и это третье учебное пособие так же, как и первые два, не содержит никаких данных о конструктивном влиянии электродвигателя на электрифицируемую машину-орудие или о влиянии на эффективность последней, не представляет ничего удивительного.

Теперь трудно себе представить то состояние электрификации промышленности России, которое было к концу первой империалистической войны. Тот коренной переворот в производительности машин-орудий, т. е. «рост производительных сил», о котором говорил Ф. Энгельс, электрический привод мог внести лишь при условии внедрения его в самую конструкцию машины-орудия, что выходило уже далеко за пределы электротехники и захватывало громадную область промышленности машино- и станкостроения.

Таким образом, и постановка преподавания, и практическая деятельность в области электропривода ограничивалась энергетическими расчетами и некоторыми исследования-ми на фабриках и заводах, которые были предприняты в первом периоде — до Великой Октябрьской социалистической революции.

Новый государственный строй позволил по-новому в государственном масштабе поставить проблему электропривода. Говоря об осуществлении плана ГОЭЛРО, В. И. Ленин приводил печальный пример одной из самых могущественных и технически развитых стран — Германии: «Аналогичную работу проделал один ученый Ваппод. Он составил научный план социалистической перестройки всего народного хозяйства Германии. В капиталистической Германии план повис в воздухе и остался литературной работой одиночки» (Полит. собр. соч. Т. 26 С. 171). Только в Советском Союзе — стране единого народного хозяйства — оказалось возможным перенести проблему «электрического распределения механической энергии» со страниц учебных пособий и журнальных высказываний в жизнь и поставить ее в центре внимания организаций, планирующих перестройку всего народного хозяйства.

Коллектив ЛЭТИ чутко отозвался на решение ВЦИК приступить к научной выработке и последовательному проведению в жизнь государственного плана всего Народного хозяйства (ГОЭЛРО). В 1922 г. в Институте организованы три новые энергетические кафедры и громадные по масштабам лаборатории не только учебного, но и научного характера, как будущая база коллектива ЛЭТИ для «научной выработки» основ русской науки об энергетике в трех ее звеньях: генерировании, передаче и использовании электроэнергии.

Упорным трудом и систематическими выступлениями на технических совещаниях и в ВСНХ автору удалось добиться решения о выделении необходимых средств для организации такой лаборатории, где можно было бы продемонстрировать справедливость прогноза К. Маркса о том, что основное преимущество электропривода заключается не в энергетике, т. е. не в повышении КПД, а в повышении производственного эффекта электрифицированной и автоматизированной машины-орудия.

В новых условиях государственной жизни, в условиях единого народного хозяйства, автору за восемь лет с 1922 г. — года организации кафедры «Электрическое распределение механической энергии» — по 1930 г. удалось создать то, что не удавалось его предшественникам за предыдущие 25 лет и что принято называть научной школой, а именно:

1. В 1925 г. появилось первое издание основного курса новой специальности «Электрификация фабрик, заводов и судов», пока еще под старым наименованием «Электрическое распределение механической энергии», но уже с новым содержанием, в котором основное место отведено исследованию механических свойств электродвигателей и влиянию их на производительность машины-орудия. Здесь уже представлены все основные элементы той «теории электропривода», которую можно признать самостоятельно создан-ной в Советском Союзе, а не заимствованной из-за границы.

2. В первые же годы (1919-1924) им и его ближайшим сотрудником А. В. Трамбицким создан задачник, впоследствии в 1925 г. переработанный заново и дополненный следующим сотрудником — А. В. Фатеевым.

3. При деятельной помощи последнего, а несколько позднее Г. В. Одинцова и А. В. Берендеева и с 1930 г. Б. И. Норневского, автор поставил целый ряд студенческих лабораторных работ.

4. Наконец в 1926-1929 гг. он получил согласие председателя ВСНХ СССР на выделение валютных средств для создания первой в Союзе научно-исследовательской лаборатории электропривода на базе кафедры ЛЭТИ, но с обязательным обслуживанием заданий Научно-исследовательского сектора ВСНХ.

Все это требовало творческой работы, так как ничего аналогичного ни в СССР, ни за границей не было. Наоборот, ни в одном из 15 западноевропейских втузов, посещенных им по поручению начальника Главпрофобр А. Я. Вышинского, автор не нашел не только кафедр или лабораторий, но и учебных пособий по электроприводу. Более того, немалого труда стоила и реализация заказов для лаборатории электропривода ЛЭТИ за границей, так как представители германских и швейцарских электротехнических фирм не понимали цели выполнения небольших по мощности моделей тех каскадных агрегатов (Кремера, Шербиуса, Кошичек, Ильгнера и др.), которые нормально выполнялись в тысячах киловатт и которые трудно было выполнить с сохранением норм значений параметров.

Трудно было договориться и с машиностроительными фирмами о специальном выполнении типовых машин-орудий с переключением («на ходу») на несколько видов электропривода, как, например, строгального станка с нормальным, ременным приводом, с реверсивной электромагнитной муфтой и нереверсивным двигателем трехфазного тока и, наконец, с реверсивным двигателем постоянного тока. Заказ небольших ножниц с автоматическим управлением, электропривода, выполняемого только для крупных ножниц, так же, как и небольшой модели шахтной подъемной машины, электрифицированной по системе Леонардо-Ильгнера, также требовал длительных переговоров.

Однако все эти трудности остались позади, когда сущность новой лаборатории стала широко известна за границей, и многие фирмы, в особенности мелкие, не только сами стали предлагать свои машины, но и присылали их в адрес лаборатории бесплатно с рекламной целью (например, фирмы Обермозер, Шорх и др.).

Очень характерным для доказательства жизненности этой лаборатории оказался тот факт, что ее научное использование началось в самый период создания: так, например, исследование всех трех видов электропривода строгального станка велось непосредственно по ме¬ре окончания их монтажа, причем принятое на основании сравнения решение легло в основу электропривода строгальных станков производства Ленинградского завода им. Свердлова.

То же самое имело место в отношении исследования подвесной электрической железной дороги, причем результаты сравнения постоянного и трехфазного тока, опубликованные в трудах Тинстальност» (1935. Вып. 1. ОНТИ), легли в основание выполнявшегося в то время проектирования электрификации Ленинградского торгового порта.

Исследование прокатки цветных металлов, начатое на опытных станах лаборатории и продолженное (после передачи лаборатории в 1930 г. в политехнический институт) на заводах «Красный выборжец» и «Севкабелъ», легло в основу разработанного автором метода определения работы прокатки цветных металлов, использованного при проектировании новых заводов цветной металлургии, широко развитой в связи с развитием самолетостроения.

По заданию «Шахтстроя» на шахтной машине производилось исследование системы автоматизации, предложенной питомцем кафедры А. Е. Максимовым.

Организация первой научной лаборатории электропривода была чрезвычайно своевременной в смысле подготовки общественного мнения, если учесть, что в 1930 г. вышел приказ ВСНХ СССР № 987 от 10.03.30 о внедрении электропривода в советское машиностроение, а в 1932 г. — постановление Оргкомитета по составлению генплана электрификации СССР о значении электропривода в реконструируемой промышленности Советского Союза.

В первый период существования кафедры и специальности как единственной в сети электротехнических втузов СССР (1922-1930) вполне естественным был широкий охват всех видов промышленного применения электропривода, как показывает само название специальности «Электрификация фабрик, заводов, горного дела, сельского хозяйства и судов». Последняя отрасль (судовой электротехники) вскоре была отделена как весьма специфическая в виде «уклона» (как тогда называлась специализация) и сохранилась в ЛЭТИ как единственная из уклонов специальности после передачи последней в ЛЭМИ (ЛПИ). В качестве первичной ячейки для воссоздания электрического привода в ЛЭТИ было использовано военно-промышленное отделение (ВПО), которое было организовано в 1925-30 гг., когда аналогичное отделение было закрыто в Военно-морской академии.

Для надобностей специальности «Электрификация кораблей» удалось удержать в ЛЭТИ ничтожную часть импортного оборудования (подъемно-транспортного характера) и сохранить небольшую часть кадров на кафедре под новым наименованием «Электрификация спец. объектов » под руководством автора и при участии профессора Фролова и доцентов Полонского, Одинцова и Фатеева. Позднее в ЛЭТИ вернулись перешедшие в ЛПИ два аспиранта: Норневский и Соколинский.

Кадры кафедры были связаны с военным флотом как по линии преподавания в Военно-морской академии (проф. Ринкевич, проф. Фролов и Полонский), так и по научно-практической деятельности в электротехнических предприятиях, обслуживающих оборудование флота.

Еще в 1927-1928 гг. кафедра была связана с Ленинградским военно-морским строи-тельным бюро ГЭТ ВСНХ СССР и получила благодарность за исследование в опытном судостроительном бассейне.

Инициатива ЛЭТИ в организации ВПО, реорганизованного далее в Спецфак, энергично была поддержана Главным управлением втузов. Наличие в ЛЭТИ сильного специального факультета, широко обслуживавшего судостроительную промышленность, была одной из причин передачи института в 1937-1938 гг. в ведение «Наркомсудпрома» при разукрупнении НКОП, а подготовка сотен инженеров-электриков для строительства флота была немаловажной заслугой коллектива ЛЭТИ в тревожной обстановке международных отношений того времени.

Так как в течение первых пяти лет (с 1930 г. по 1934 г.) нечего было и думать официально ставить вопрос о воссоздании лабораторий в прежнем широком объеме, то автор живо откликнулся на письмо заместителя директора МЭИ, академика В. О. Кулебакина (№ Уч. 2, 13/IX-32 г.) занять кафедру электрификации промпредприятий МЭИ, и в течение 1932-1934 гг. организовал лабораторию электропривода при помощи своего ученика проф. А. Т. Голована. Работая одновременно в составе спецфака ЛЭТИ, автор упорно добивался воссоздания промэнергетики в ЛЭТИ. Наконец, приказом № 85 от 8/VI-34 г. он назначен руководителем кафедры «Промышленное использование электроэнергии» восстановленного электроэнергетического факультета, деканом которого назначен проф. В. В. Дмитриев. Правда, на первом этапе развертывания электроэнергетического факультета когда-то мощная до разукрупнения втузов специальность электропередачи и использования электроэнергии существовала совместно с двумя специализациями — электрооборудование во главе с проф. С. А. Ринкевичем, и электроснабжение промпредприятий во главе с проф. Л. Е. Машкилейсоном — в чрезвычайно суженных рамках одной специальности «Электрооборудование и электроснабжение предприятий». Долгое время не разрешалось ходатайство проф. С. А. Ринкевича об организации конструктивно-расчетного уклона по электроприводу на специальности «Электромашины и электроаппараты».

Только после того, как на Харьковском электромашиностроительном заводе (ХЭМЗ) был организован самостоятельный цех электропривода и на конференции электротехнических втузов был поставлен вопрос об изменении номенклатуры специальностей, этот уклон был, наконец, утвержден ВКВШ в виде расширенных специальностей: машины, аппараты, и электропривод, и разрешен в ЛЭТИ, причем первый выпуск по конструктивно-производственному уклону — электроприводу был в 1940 г.

Если к 1930 г. при передаче энергетических специальностей из ЛЭТИ в ЛЭМИ специальность «Электрификация фабрик, заводов и судов» возглавлялась мощной кафедрой, в со¬став которой, кроме ее руководителя, входили проф. Н. Н. Фролов, проф. В. И. Полонский, проф. Ф. Н. Шклярский (электрификация горного дела), доценты А. В. Фатеев, Г. В. Одинцов, Розенберг, А. В. Берендеев и Куликовский (всего около 20 человек), то после восстановления энергетической специальности кафедра, по идее ее организаторов, постепенно разделилась на ряд кафедр, возглавляющих соответствующие специализации.

Как в природе при размножении путем «почкования», новый организм остается в соединении со старым организмом-«производителем», так отпочковывающиеся новые ветви превращались в свою очередь в новые организмы — научные школы, не теряющие, однако, живой, непосредственной связи с основным корнем.

Надо заметить, что почти все сотрудники кафедры, связанные по своей деятельности с электрификацией оборонных объектов, остались в Ленинграде после эвакуации ЛЭТИ в марте 1942 г. и вошли в состав организованного по приказу народного комиссара

Правительство высоко оценило работу этого «Спецбюро» по обороне Ленинграда и наградило орденами и медалями весь его состав.

В настоящее время эта отрасль науки, представленная когда-то единственной кафедрой «Электрическое распределение механической энергии», настолько развилась, настолько вышла за пределы первоначальных, чисто энергетических рамок, что представлена в ЛЭТИ целым кустом из пяти кафедр и пяти лабораторий, возглавляемых проф. С. А. Ринкевичем — «Электрификация промпредприятий», проф. Д. В. Васильевым — «Электрификация спец. установок и синхронно-следящие системы», доц. канд. техн. наук Б. И. Норневским — «Электрификация кораблей», доц. канд. техн. наук А. В. Фатеевым — «Автоматика и телемеханика» и доц. канд. техн. наук Г. В. Одинцовым — «Электропривод».

Две последние кафедры получили особое направление как в научной, так и в учебной работе, а именно — в сторону расчета, конструирования и производства приборов автоматического управления, в виде комплектных устройств для авто- и телеуправления со-временных устройств одиночного и многомоторного электропривода.

Под руководством доц. Г. В. Одинцова кафедра ведет многолетнюю работу по созданию методики расчета новых для промышленности конструкций электромагнитных муфт постоянного тока и, в особенности, трехфазного тока, электромагнитных тормозных и сцепных механизмов, магнитных столов, а также приборов для исследования электропривода, например, для измерения или записи передаваемых от вала электродвигателя моментов. Область эта является наиболее слабо разработанной, если не считать созданных в ЛЭТИ конструкций электромагнитных муфт проф. В. Т. Касьянова и Г. В. Одинцова, конструкций специальных электродвигателей с прямолинейным статором (конструкция Я. М. Гаккеля — 1902 г.) и дуговым статором конструкции П. А. Фридкина.

Еще до Великой Отечественной войны автор в тесном общении с проф. В. И. Коваленковым пришел к убеждению о необходимости нового отпочкования в виде пятой кафедры — «Теории автоматического управления», в состав которой входила бы не только научная дисциплина по теории управления электропривода, но и целый ряд дисциплин, рассеянных по многим факультетам ЛЭТИ. Многие из этих дисциплин находились в полузаглохшем состоянии как наследие давно минувших дней, например специальности «Сигнализация, централизация и блокировка».

Несмотря на то что в ЛЭТИ В. И. Коваленковым и А. Ф. Шориным была создана наука о телемеханике, последняя не имела живой связи с областью автоматики электропривода, пока их ученики доц. Р. И. Юргенсон, Б. К. Щукин и Я. А. Повалоцкий не были привлечены в состав новой кафедры автоматики и телемеханики. Таким образом, в задачи ее вошли проблемы исследования неустановившихся режимов в системах автоматического и телемеханического контроля управления, расчета и конструирования аппаратуры этих систем и комплексной автоматизации различных производств и процессов, иначе говоря, проблемы передачи сигналов на расстояние, разработка методов селекции и преобразования сигналов и создание теоретических основ построения телемеханической аппаратуры как наследие лауреатов Сталинской премии проф. В. И. Коваленкова и А. Ф. Шорина.

Плодотворной работе молодой кафедры автоматики содействуют чрезвычайно благоприятные условия в виде неразрывной связи с целым рядом родственных кафедр, не только имеющих с ней общие корни происхождения, но смежных кафедр других факультетов: проводной связи, электровакуумной техники, электроники, радиотехники, телевидения, электроизмерительной техники и, в частности, телеизмерительной.

Связь с промышленностью.

Как изложено выше, получение средств на первое оборудование лаборатории импортными установками было обусловлено, во-первых, поддержкой рациональности ее создания со стороны промышленности, а во-вторых, обязательством обслуживать последнюю.

То и другое было выполнено. На имя председателя ВСНХ в 1925-1926 гг. было направлено ходатайство более десяти трестов и крупнейших предприятий. Работа лаборатории (а также и сотрудников кафедры вне лаборатории, но с лабораторными приборами) была неоднократно отражена в технической литературе. Например в «Вестнике металлопромышленности» за 1923 г., № 10 была помещена большая статья «Определение работы прокатки цветных металлов по результатам двухлетней работы на заводе «Красный выборжец»». Аналогичные работы были проведены на заводе им. Ворошилова и на заводе «Севкабель», причем результат последних был опубликован в № 3 журнала «Металлург» в статье «К вопросу об определении удельного давления при горячей прокатке красной меди». Разработанный проф. Ринкевичем метод исследования был заслушан на пленарном заседании Научно-технического совета Наркомата в НИИ Цветмет, причем протоколом №15 от 9.4-29 г. признан «более точным, чем предложенный проф. Пуппе, а работа в це-лом признана освещающей детально многие темные явления прокатки».

В области электропривода металло- и деревообрабатывающих станков кафедрой проделаны тысячи исследований на большинстве крупных ленинградских заводов (Путиловском, Балтийском, заводе им. Ленина, М. Гельца, К. Маркса, им. Жданова, им. Свердлова и т. д.), часть результатов которых была опубликована в № 2 «Вестника металлопромышленности» за 1922 г., в журнале «Станки и инструменты» № 3 за 1934 г. Работы по исследованию привода компрессоров нашли отражение в №1-3,5,6 журнала «Стандартуголь» за 1932 г.

Работа в области электропривода машин бумажной промышленности велась на фабриках им. Горького, Дубровской и в Балахне. Разработанный сотрудниками кафедры доц. Куликовским и аспирантом Карнюшиным электронный регулятор для этих машин был построен и испытан в лаборатории.

Работа в области электропривода машин текстильной промышленности велись на фабриках «Красный маяк», «Красная нить», им. Халтурина, им. Слуцкой, «Красный ткач» и др., причем трест «Ленинградтекстиль» был одним из первых в ходатайстве перед ВСНХ по выделению валюты для постройки в ЛЭТИ научной лаборатории по исследованию электропривода.

Питомцем кафедры инженером Фридкиным была использована идея проф. Я. К. Гаккеля, изложенная еще в 1902 г. на первом съезде электриков, закончивших ЭТИ, для раз-работки оригинальной конструкции «электрокардмашины Фридкина», осуществленной им в течение десяти лет упорной инженерной деятельности на заводе «Электросила» и заводе «Уралэлектроаппарат».

За работы по электрооборудованию и исследованию опытного военно-морского бассейне Ленинградского военного порта кафедра получила благодарность № 6036/216 от 28.11-1926 г.

Работы в области электропривода шахтных машин производились в лаборатории по заданию Шахтстроя.

Интересными работами были исследования систем электрического вала для углеперегружателей, выполняемых заводом имени Кирова (см. статьи доц. Берендеева в «Известиях ЛЭТИ» и «Известиях ЛИИЖТ»), а также работа по электрооборудованию разводных частей ленинградских мостов.

Наконец следует отметить, что даже в самый тяжелый период ликвидации кафедры в ЛЭТИ в 1930-1931 гг., когда лаборатория была передана в ЛЭМИ, ни научная работа, ни связь с промышленностью не остановилась: в поисках применения опыта всего коллектива проф. С. А. Ринкевич организовал при Ленинградском отделении всесоюзного электротехнического объединения (ВЭО) Научно-исследовательское бюро электропривода, задачей которого было исследование электропривода на действующих промпредприятиях Ленинграда, разработка рационального электропривода, внедрение его в промышленность и конструирование новейших типов электропривода для советского станкостроения. Осуществлению этой идеи помогли московские организации в виде НК РКИ и центрального исследовательского сектора НКТП.

Весь коллектив кафедры принял участие в научно-исследовательском бюро ВЭО (впоследствии С.Э. Электропрома и СВ. Электромонтаж).

Работа началась с выработки методики исследования электропривода в фабрично-заводских условиях, что было доложено в центральном совете электротехники ВЭО 18/VI-31 г. и опубликовано в статье «Методы исследования электропривода и неко-торые результаты работы в Лен. промпредприятиях» и в журнале «Вестник электропромышленности» № 1 и № 2 за 1932 г.; также в выработке терминологии (см. статью И. П. Петрова по материалам проф. Ринкевича № 1 указанного журнала, с. 40).
Ленинградское научно-исследовательское бюро электропривода за 10 лет руководства проф. Ринкевича развилось в мощную организацию с четырьмя лабораториями, поддерживавшими теснейшую связь с кафедрой и лабораторией ЛЭТИ, причем наиболее точные исследования велись в ЛЭТИ. Связь эта не прекращается и поныне.

Работы кафедры вызывали неоднократные запросы отделения технических наук Академии Наук СССР (№ 16338 от 21.IX-36 г., № 63/5 от 10.Ш-38 г. и от 5/VII-43 г. и др.), а также энергетического института Академии наук — запросы чл.-корр. АН СССР проф. Вейц и проф. Русаковского).

Наряду с большой научной работой комплекса кафедр электропривода и автоматики, выражавшейся сотнями отчетов о научной работе, частично напечатанных и еще в большей мере не опубликованных по причинам секретности, но в большей степени реализованных, коллектив кафедр провел большую работу по изданию учебников и учебных пособий:

  • Войнаровский П. Д. Электропередача и распределение механической энергии / ЭТИ. СПб., 1899. 182 с. (литогр.).
  • Дмитриев В. В. Электрораспределение и передача механической энергии / ЭТИ. СПб., 1903. 272 с. (литогр.).
  • Дмитриев В. В. Электрическое распределение механической энергии на фабриках и заводах / ЭТИ, Петроград. 1915. 116 с.
  • Ринкевич С. А. Электрическое распределение механической энергии / Изд. Н.И.А., 1925. 627 с.
  • Ринкевич С. А. Электрическое распределение механической энергии: Теория электропривода. В 2 т. /ОНТИ. М., 1932. 1008 с.
  • Ринкевич С. А. Теория электропривода: Электрическое распределение механической энергии / ОНТИ. М., 1938. 472 с.
  • Фатеев А. В. Примерные расчеты по электроприводу. Упражнения по теории привода: Учеб. пособие. / ОНТИ. М, 1933. 55 с.
  • Фатеев А. В. Электрооборудование портовых механизмов. / ОНТИ. М., 1934. 365 с.
  • Фатеев А. В. Электрооборудование механизмов внутризаводского транспорта / ОНТИ. М., 1936. 155 с.
  • Ринкевич С. А. Методика преподавания теории электропривода / ЛИИЖТ. Л., 1935.18 с.
  • Васильев Д. В. Электрические машины в схемах синхронной связи / ОНТИ. М.,1935. 395 с.
  • Васильев Д. В. Основы автоматики электропривода / ОНТИ. М., 1938. 411 с.
  • Полонский В. И. Электродвижение судов / НК ВМФ. М., 1929. 411 с.
  • Полонский В. И. Рулевые, шпилевые и брашпильные электроприводы / НК ВМФ. М., 1941.399 с.
  • Хомяков Н. М. Электрооборудование корабельных рулевых устройств / НК ВМФ. М., 1931.228 с.
  • Фатеев А. В., Норневский Б. И. Сборник примеров и задач по теории электропривода. 2-е изд. / ОНТИ. М., 1939. 234 с.
  • Фатеев А. В. Корабельные электроприводы. В 2-ч. // НК ВМФ. М., 1940. Ч. 1. 84 с, 4.2.34 с.
  • Константинов В. А. Эксплуатация электрооборудования промышленных предпри-ятий. М.: Машгиз, 1941. 134 с.

Помимо указанных печатных учебных пособий научной школой ЛЭТИ создан ряд литографированных пособий «местного пользования»:

Руководство к работам в лаборатории электропривода // Сост. доц. А. В. Фатеев и асп. Михеев. В 2 ч. / ЛЭТИ. Л., 1939. Ч. 1. 53 с, ч. 2. 96 с. (2-е издание вышло под ред. проф.С. А. Ринкевича в типографии ТТУ).

Руководство к работам в лаборатории автоматики электропривода // Сост. доц. Байда и канд. техн. наук Ушаков / ЛЭТИ. Л., 1938. 135 с.
Фрейдзон И. Р. Переходные режимы работы двигателей постоянного тока / ЛЭТИ. Л., 1939. 239 с.

Вполне естественно, что работа большого коллектива на протяжении 25 лет в благоприятных условиях советской действительности не могла не выйти далеко за стены электротехнического института и остаться без влияния на многочисленные создавшиеся после 1930г., кафедры электрификации промышленных предприятий и электропривода. Действительно, передача в ЛЭМИ в 1931 г. богатейшего оборудования лаборатории, кабинета дипломного проектирования с архивом за 20 лет и учебными пособиями по лабораторным работам и уп¬ражнениям, не могла не сказаться положительно на организованной в 1930 г. кафедре электрооборудования промышленных предприятий ЛЭМИ; равным образом организация в Московском энергетическом институте аналогичной лаборатории электропривода происходила под руководством автора и, следовательно, с учетом всего опыта, накопленного в ЛЭТИ.

Организация кафедр электропривода в Харьковском электротехническом институте (ХЭТИ) Г. П. Леви и Т. П. Губенко происходила при постоянной консультации с кафедрой ЛЭТИ, с систематическими посещениями ее лабораторий.

Кафедра электрификации промышленных предприятий Ивановского энергетическо-го института и кафедры Московского заочного индустриального института организовывались при тесном контакте проф. М. Н. Новицкого и И. И. Петрова с кафедрой ЛЭТИ и при непосредственном ее участии.

Наконец, создание кафедр электропривода в Ленинградском институте железнодорожного транспорта, в Военно-электротехнической академии и в Военно-морской академии происходило под непосредственным руководством автора.

По мнению проф. Т. П. Губенко, выраженному в «частной методике по курсу теории электропривода» (ЛЭТИ, 1935), «к чести наших курсов нужно сказать, что в заграничной литературе не существует дисциплин, излагающих так подробно и систематично теорию электропривода. Это показывает, что первый шаг в сторону разработки теории электропривода и способа его проектирования и конструирования нами сделан. Долг каждого инженера, занятого в области электрооборудования, хорошо овладеть теорией и стать творцом новых форм электропривода, т. е. действительно быть лучшим инженером в мире».

Во всяком случае, ни в одной стране в мире не существует столь благоприятных условий, как для правильного, безболезненного развития электропривода, не искажаемого столкновениями частных интересов электротехнических, машиностроительных фирм, так и для развития научной и учебной работы кафедр многочисленных электротехнических втузов, объединенных общей задачей подготовки кадров для народного хозяйства.

К очерку С. А. Ринкевича «Первая русская школа электропривода».

Рукопись очерка «Первая русская школа электропривода» обнаружена в архиве основанной С. А. Ринкевичем кафедры Ленинградского электротехнического института (ныне кафедры робототехники и автоматизации производственных систем (РАПС)) Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ». Сотрудникам кафедры и музея истории ЛЭТИ неизвестна ее публикация.

В очерке раскрывается связанная с развитием ЛЭТИ и России, основанная на документах, история становления и развития автором и его коллегами первой русской научной школы электропривода (вплоть до середины 50-х гг. XX в.). Текст очерка приводится в оригинале с целью сохранения научной ценности и «духа времени».
Заведующий кафедрой РАПС, д-р. техн. наук, проф. Г. И. Прокофьев.

С. A. Rinkevich
THE FIRST RUSSIAN SCIENTIFIC SCHOOL OF ELECTRICAL DRIVE
The history of foundation in ETI, LETI of the first Russian scientific school of electrical drive is presented.
LETI, P. V. Voinarovsky, GOELRO, M. A. Shatelen, S. A. Rinkevich, V. V. Dmitriev, A. V. Trambitsky, A. V. Fateev, A. V. Berendeev, G. V. Odintsov, B. I. Nornevsky, electrical drive
Статья поступила в редакцию 16. 02. 2006


Шпоры по ЭМС (3 курс 6 семестр)

приобрести
Шпоры по ЭМС (3 курс 6 семестр)
скачать (897.8 kb.)
Доступные файлы (6):

n1.doc

; ; а при ji =const и j=const формулы приведения имеют следующий вид: ; .

Жесткость упругих элементов

условии сохранения неизменной величины потенциальной энергии деформации реальной и эквивалентной систем.

Отметим, что приведенной жесткостью элемента называется крутящий момент (усилие), необходимый для получения крутильной деформации упругого элемента 1 радиан (или линейной деформации 1 м).

Приведенная жесткость может быть определена, если известен фактический коэффициент жесткости упругого элемента и кинематические параметры системы. Пусть, например, участок кинематической цепи с жесткостью Сi (см. рис.) при закручивании получает деформацию i радиан.

Потенциальная энергия деформации при этом

Эквивалентный упругий элемент должен иметь такую же потенциальную энергию.

, где

пр – угол поворота оси приведения при закручивании упругого элемента на величину i, а Спр – приведенная жесткость эквивалентного элемента.

Если жесткость упругого элемента проводится к скорости вала двигателя и передаточное число между их осями , тогда из условия W=W’, получим

Т.о., для определения Спр любого упругого элемента, испытывающего крутильную деформацию, необходимо его жесткость Сi разделить на квадрат j между этим элементом и осью приведения.

Аналогично осуществляется приведение жесткостей упругих элементов с линейными деформациями растяжения или сжатия. Так, для упругого каната, имеющего жесткость Ck=Cj и линейную деформацию S (см. рис.), потенциальная энергии деформации

Потенциальная энергия эквивалентного упругого элемента, подвергающегося крутильной деформации . Приравнивая, найдем .

При G=G1, Мс=0, а при G1, т.е. при перемещении ненагруженной кабины направление полезной нагрузки механизма меняется на противоположное (прямоя1`). Характеристика =f(Mc) для нагрузки типа сухого трения также не зависит от скорости, но зависит от ее знака (прямая 2).

2.Линейно-возрастающая (прямая 3). В этом случае х=1 и Мс линейно зависит от . Такая характеристика имеет место в приводе генератора независимого возбуждения если он работает на постоянное внешнее сопротивление. Это нагрузка типа вязкого трения. В этом случае Мс=в.г.*, где в.г.— где коэффициент пропорциональности. На практике такая нагрузка встречается редко. Чаще ее можно наблюдать в виде слабой линейной составляющей в нагрузке типа сухого трения.

3.Параболическая характеристика(кривая 4). Ей соответствует х=2. Момент Мс зависит от квадрата скорости.

Мс=Мо+(Мсн-М0)

Такую характеристику имеют механизмы типа центробежных насосов, вентиляторов, дымососов и т.п. Момент сопротивления таких механизмов часто называют вентиляторными.

4. Нелинейно спадающая характеристика (кривая 5), т.е. зависящая от величины и знака скорости. Ей соответствует х=-1. Момент сопротивления изменяется обратно пропорционально скорости, а мощность на валу механизма остается постоянной. Такой характеристикой обладают некоторые токарные, расточные, фрезерные и др. металлорежущие станки, моталки рулонной жести в металлургической промышленности.

З
начительное влияние на динамические процессы в электромеханической системе электропривода оказывают нагрузки, зависящие от угла поворота рабочего органа механизма. Момент сопротивления в этом случае (см. рис.)

Мо – момент холостого хода механизма.

Такие нагрузки появляются при

величиной для электрической части системы ЭП и входной для механической части.

Движение эл.привода определяется действием двух моментов: эл.магнитного момента М двигателя и момента Мс, препятствующего движению и вызванного силами полезных и вредных сопротивлений движению, т.е. так называемого момента сопротивления, который определяет статическую нагрузку эл.привода. В зависимости от причины, обуславливающей возникновение Мс, различают реактивные и активные или потенциальные Мс.

Реактивные силы и моменты сопротивления появляются только вследствие движения. Следовательно, они зависят от скорости. Они всегда препятствуют движению и изменяют свой знак при изменении направления движения, т.е. они всегда направлены встречно относительно вращающего момента двигателя. К таким моментам относятся моменты от трения, резания металла или дерева и т.п. К числу этих моментов относится и момент, создаваемый в самом двигателе всеми видами трения и потерями в стали якоря или ротора (момент холостого хода).

В противоположность реактивным активные моменты сопротивления не изменяют свой знак при изменении направления движения, т.е. при одном направлении вращения двигателя они могут действовать встречно относительно вращающего момента, а при другом направлении вращения – согласно с моментом двигателя и, следовательно, могут рассматриваться как вращающие, движущие. Так, например, момент, создаваемый грузом подъемного механизма сохраняет свой знак как при подъеме ,так и при спуске груза, но в первом случае он препятствует движению, а во втором – способствует.

К активным моментам относятся моменты от веса, растяжения, сжатия, скручивания упругих тел .

По характеру влияния на механические колебания все силы и моменты делятся на консервативные и диссипативные. Консервативными называются силы и моменты, при воздействии которых на систему не происходят поглощения энергии колебаний. Такими являются силы , не зависящие от скорости, в частности сила тяжести, работа которой за период колебаний равна нулю. Диссипативные силы и моменты – это те, при воздействии которых на систему происходит поглощении энергии колебаний. Вязкое трение является примером диссипативной силы (момента).

Информационная часть системы управления предназначена для фиксации и обработки поступающей информации о задающих воздействиях и реальном состоянии системы. На основе этой информации вырабатываются сигналы управления преобразовательным устройством и двигателем. Сама же система управления обеспечивает электроприводу необходимые статические и динамические свойства. Передаточное устройство (передаточный механизм) служит для изменения скорости или вида движения (из вращательного в поступательное или наоборот) — редукторы, кривошипно – шатунные механизмы, зубчато – реечные или клино – ременные передачи, барабаны с тросами и т.п..

Основная функция — приведение в движение рабочего механизма с неизменной скоростью. А также более широкие функции, обеспечивая рациональное ведение технологического процесса, более высокую производительность механизма при лучшем качестве выпускаемой продукции.

В зависимости от схемы передачи энергии от сети к рабочим органам механизмов различаются три типа эл.привода:

1.Групповой (трансмиссионный).

2.Однодвигательный или индивидуальный.

3.Многодвигательный (тоже индивидуальный).


  1. Не учитываются потери в стали на гистерезис и вихревые токи.

  2. Зазор явнополюсной машины принимается равномерным, а не явнополюсность учитывается разной проводимостью по продольной и поперечной осям путем введения понятная переменой радиальной магнитной проницаемости:

, где

— электрический угол поворота ротора относительно статора.


  1. Параметры ротора считаются приведенными к статору.

  2. Сопротивления обмоток фаз статора и ротора считаются одинаковыми.

Схему обобщенной двухполюсной машины можно представить так, как изображено на рис. На 2-х взаимно перпендикулярных осях  и , жестко скрепленных со статором, расположены две обмотки статора. На 2-х взаимно перпендикулярных осях d и q, жестко скрепленных с ротором, расположены две обмотки ротора. Они вращаются в пространстве вместе с ротором с угловой скоростью ЭЛ. Процессы проходящие в машине, описываются уравнениями равновесия ЭДС в цепях статора и ротора и уравнением электромагнитного момента.

Согласно закону Кирхгофа уравнения электрического равновесия имеют вид:

;

;

;

.

Д
инамические нагрузки механического оборудования значительно возрастают из-за ударов, возникающих при выборе зазоров в передачах и сочленения машин. С учетом кинематических зазоров расчетная схема 2-х массовой упругой механической системы может быть представлена в следующем виде:

При наличии зазора 3 зависимость момента М12 упругого взаимодействия становится нелинейной и принимает вид, изображенный на следующем рис.

Уравнения движения в этом случае запишутся в виде:

при М12=0 при

Во время пуска при разомкнутом зазоре механическая связь между инерционными массами J1 и J2 отсутствует и под действием момента двигателя М=М1 инерционные массы J1 движутся равноускоренно со скоростью

где

— ускорение при выборе зазора.

За время выбора зазора двигатель успевает разогнаться до некоторой начальной скорости lнач и запасти кинетическую энергию , откуда

.

Это уравнение соответствует наиболее тяжелому случаю выбору полного зазора, когда начальное значение  соответствует точке 1 (см. зависимость ), а заканчивается выбор зазора в т.2.

После выбора зазора инерционная масса J2 будет оставаться еще неподвижной. Начнется деформация (закручивание) упругих элементов под действием момента М12.Это будет продолжаться до тех пор, пока М12, возрастая, не превысит МС2. За время нарастания М12 до МС2 скорость инерционной массы J1 дополнительно увеличивается до 1нач.. Т.к. инерционные массы механизма при этом неподвижны, процесс выбора зазора заканчивается упругим ударом, при
Следовательно, обобщенная сила .

Аналогично элементарная работа всех приложений ко 2-й и 3-й массам моментам на возможных перемещениях 2 и 3: , откуда

, откуда

т.к. ко 2-й и 3-й массам электромагнитный момент двигателя не приложен. Функция Лагранжа L=Wk-Wn.

Учитывая значения Q1`,Q2`и Q3` и подставив их в уравнение Лагранжа, получим уравнения движения трехмассовой упругой системы

Здесь 1-е уравнение определяет движение инерционной массы J1, 2-е и 3-е движение инерционных масс J2 и J3.

В случае двухмассовой системы Мс3=0; J3=0 уравнения движения имеют вид:

В случае жесткого приведенного механического звена ;

Уравнение движения имеет вид

Это уравнение является основным уравнением движения эл.привода.
Здесь J1,J2,J3 – суммарные приведенные моменты инерции, образованные приведенными массами, связи между которыми приняты жесткими. С12 и С23 – приведенные жесткости упругих связей между J1 и J2, J2 и J3.

Инерционная масса J1 включает в себя момент инерции ротора (якоря) двигателя и других элементов, жестко связанных с ним. К этой массе приложен электромагнитный момент М двигателя и момент статической нагрузки Мс1, который обычно является суммарным моментом потерь на валу двигателя и жестко с ним связанных элементах. Инерционная масса J2 является в трехмассовой расчетной схеме промежуточной массой. К ней приложен момент сопротивления Мс2. Инерционная масса J3 в этой схеме представляет суммарный приведенный момент инерции элементов, жестко связанных с рабочим органом механизма. К ней приложен момент внешней нагрузки этой массы Мс3.

В двухмассовой расчетной схеме J1 – это суммарный приведенный момент инерции ротора (якоря) двигателя и других элементов, жестко связанных с двигателем, а J2 суммарный приведенный момент инерции элементов, жестко связанных с рабочим органом механизма. Упругая связь между J1 и J2 характеризуется эквивалентной жесткостью С12. Суммарные моменты сопротивления на валу двигателя и механизма – Мс1 и Мс2.

Обычно 3-х массовая расчетная схема используется для детального анализа условий движения механизма. Для исследования отдельных физических особенностей 3-х массовая расчетная схема сводится к 2-х массовой. Электромеханическая система с 2-х массовой упругой механической частью представляет собой простейшую модель электропривода, наиболее удобную для изучения влияния упругих связей.

В тех случаях, когда влияние упругих связей незначительно или при решении задачи ими можно пренебречь, механическая часть электропривода представляется простейшей расчетной схемой (см. рис.) – жестким приведенным механическим звеном, т.е. многомассовая механическая часть эл.привода с моментами инерциями J1 ,J2 и т.д. заменяется действием одного момента инерции Jnp, приведенного к расчетной скорости. Суммарный приведенный момент инерции эл.привода в этом случае определяется как , где

J – момент инерции двигателя; n, k – число элементов установки, совершающих соответственно вращательное и поступательное движение.
Графически динамическая механическая характеристика представляет собой геометрическое место точек на плоскости (, М), каждая из которых соответствует определенному моменту времени. Статическая механическая характеристика представляет собой геометрическое место точек на плоскости (, М), соответствующих установившемуся режиму работы. В качестве примера на рис. изображены статическая и динамическая механические характеристики асинхронного двигателя (для режима пуска) в холостую.

При изменении нагрузки на валу двигателя скорость его изменяется. Величиной, характеризующей степень ее изменения, является жесткость механической характеристики.

Статическая жесткость характеристики определяется как отношение приращения момента к приращению скорости, т.е. . Понятием жесткости оценивается форма механической характеристики. Это понятие применимо и для оценки формы механической характеристики производственных механизмов. Графически жесткость определяется ctg угла наклона между касательной к характеристике и осью моментов, т.е. или

 отсчитывается по часовой стрелке. Здесь m и mм – масштабы скорости и момента. Статические характеристики могут иметь положительную и отрицательную жесткость. Если при увеличении нагрузки скорость уменьшается – жесткость характеристики отрицательна и наоборот.

Формулы обратного преобразования можно получить аналогично с помощью следующего рисунка:

Для определения кс выразим суммарную мгновенную мощность, потребляемую статором 3-х фазной машины, через переменные эквивалентной двухфазной машины.

Следовательно, для выполнения условия равенства мощностей кс должен быть равен . При этом

В случае несимметричной трехфазной машины . Формулы прямого преобразования дополняются уравнением: , а формулы обратного преобразования будут иметь вид:

Пример перехода от переменных 3-х фазной машины к переменным 2-х фазной цепи машины

Если выразить через действующие (эффективные) значения, то получим:

Эти уравнения целесообразно использовать для анализа процессов в синхронных машинах, когда в роторе протекает постоянный ток.(ток возбуждения). В синхронных машинах в установившимся режиме и .


  1. Выбор . Соответствует преобразованию реальных переменных к осям x,y, вращающимся синхронно со скоростью поля машины, т.е. неподвижных относительно поля статора.

Естественно, что поскольку обмотки статора и ротора, связанные с осями u,v, неподвижны относительно друг друга, но вращаются вместе с этими осями со скоростью поля, то частота токов в них равна 0, т.е. они являются постоянными.

Уравнения динамической механической характеристики обобщенной машины в осях x,y.

В осях x,y реальные переменные напряжения, приложенные к статору преобразуются в постоянное напряжение U1макс=const, приложенное только к обмотке, расположенной на оси х.

Действительно, пусть к реальным обмоткам статора приложена симметричная система напряжений .

Если с помощью формул прямого преобразования преобразовать U1 и U1 в соответствующие им напряжения U1x и U1y и учесть, что к=эл, получим:

Для явнополюсной машины в соответствие с выражением собственные и взаимные индуктивности обмоток можно представить в виде суммы 2-х составляющих, одна из которых пропорциональна , а другая — . Первые не отличаются от рассмотренных для неявнополюсной машины. Вторые совершают полный цикл изменения при повороте ротора на одно полюсное деление.

Т.к. ротор считается гладким, то собственные индуктивности явно полюсного статора не зависят от положения ротора, а собственные индуктивности ротора изменяются в соответствии с изменением . Взаимные индуктивности между обмотками ротора при явно полюсном статоре 0 и также определяются изменением , т.к. явнополюсный статор при вращении ротора изменяет картину магнитного поля в воздушном зазоре. Соответствующие изложенным положениям выражения для индуктивностей и взаимных индуктивностей здесь не приводится ввиду их громоздкости.

С учетом представления потокосцеплений в обобщенной форме, уравнение электрического равновесия можно записать в виде:

Электромагнитный момент обобщенной машины можно найти как частную производную от запаса электромагнитной энергии А по геометрическому углу. .Т.к. , то

Подставив сюда выражения собственных и взаимных индуктивностей неявнополюсной машины, уравнение электромагнитного момента можно получить в виде: .

Если в выражении электромагнитного моменты неявнополюсной машины реальные токи

заменить на преобразованные по формулам обратного преобразования, получим после преобразований: .

Если выразить токи через потокосцепления статора 1 или ротора 2 или и статора 1 и ротора 2, можно получить следующие выражения электромагнитного момента обобщенной машины:

Объединив уравнения электромеханической характеристики с уравнением электромагнитного момента, получим математическое описание динамической механической характеристики обобщенной машины:

Преобразованную систему уравнений динамической механической характеристики можно представить в комплексной (векторной) форме, если ось U принять за действительную, а ось V – за мнимую.

Напряжения, токи, потокосцепления в выше написанных уравнениях являются проекциями результирующих (обобщенных) векторов этих величин на оси U и V,

Теперь уравнения динамической механической характеристики будут иметь вид:

, где

— величина, комплексно сопряженная величине .

Символ Im(imaginary) означает, что в скобках стоит произведение мнимых частей комплексных токов i1 и i2*.
Проекции этой реальной переменной на оси ,,d,q равны Х1, Х1, Х2d, Х2q. Соответствующие им новые переменные в системе координат u, определяется как суммы проекций реальных переменных на оси u,v. Например, составляющие вектора Х1u определяются как проекции векторов Х1 и Х1 на ось u, а составляющие вектора Х1v— как проекции этих же векторов на ось V. Просуммировав проекции по осям, получим формулы прямого преобразования для статорных переменных (см. рис.).

Аналогично формулы прямого преобразования для роторных переменных имеют вид (с учетом угла эл).

Как реальные переменные Х1, Х1, так и преобразованные Х1u и Х1v , являются проекциями на соответствующие оси одного и того же результирующего (обобщенного) вектора Х.

Переход от преобразованных, т.е. фиктивных переменных к реальным переменным обобщенной машины осуществляется с помощью формул обратного преобразования, которые можно получить с помощью аналогичных построений (см. рис.).

Аналогично для роторных переменных с учетом угла поворота ротора эл.

.

Пользуясь полученными формулами, преобразуем уравнения электрического равновесия и уравнения потокосцеплений к осям u,v. Для получения преобразованных уравнений в уравнениях

В режиме рекуперативного торможения Рмех, поступающая с вала механизма, преобразуется в электрическую и отдается в сеть за исключением потерь Р в стали и обмотках.

В режиме противовключения электромагнитный момент двигателя действует против направления вращения ротора (якоря) двигателя. При Этом двигатель потребляет мощность Рс из сети и с вала механизма Рмех и вся она теряется в виде тепла в сопротивлениях двигателя и стали.

В режиме динамического торможения двигатель отключен от сети и работает автономным генератором. Вся механическая мощность Рмех, поступающая с вала механизма, преобразуется в электрическую и рассеивается в виде тепла в обмотках и стали машины.

Процессы электромеханического преобразования энергии сопровождаются потерями энергии, вызывающими нагрев машины, повышение температуры нагрева. Максимально допустимая t нагрева двигателя ограничивается теплостойкостью изоляции его обмоток, т.к. превышение допустимой t резко сокращает срок службы изоляции. Поэтому одно из ограничений, накладываемых на процесс электромеханического преобразования энергии – ограничение по нагреву. Нагрузка двигателя по току, мощности, моменту не должна превышать значений, при которых рабочая t двигателя может превышать допустимую t. Допустимая по нагреву нагрузка двигателя называется номинальной и указывается в паспортных и каталожных данных. К числу номинальных данных относятся: PH, IH, UH, fH, H, H, cosH.

Ограничения по нагреву не исключают возможности кратковременной перегрузки двигателя, т.е. превышения номинальной нагрузки, т.к. за время кратковременной перегрузки t двигателя заметно измениться не может.


Электропривод и электрические аппараты

ПОНЯТИЕ ОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПРИВОДЕ

Практически все стационарные машины в промышленности и сельском хозяйстве приводятся в действие с помощью электропривода.
Электроприводом называется система, состоящая из электродвигателя, передаточного механизма и аппаратуры управления и защиты и предназначенная для приведения в движение исполнительных органов рабочей машины.
Электродвигатель непосредственно преобразует электрическую энергию в механическую, которая затем передается через передаточное устройство на рабочую машину.

При индивидуальном электроприводе каждая рабочая машина или механизм имеет отдельный электропривод. Электродвигатель может быть установлен отдельно от рабочей машины или непосредственно на ней. Иногда электродвигатель конструктивно объединяют с машиной таким образом, что отсутствует механическая передача, а некоторые части его выполняют функции рабочих органов самой машины. Такой электропривод называется встроенным. Например, ручные дрели, вентиляторы, центрифуги и т. д.
Взаимосвязанный электропривод представляет собой два или несколько электрически или механически связанных электропривода, при работе которых поддерживается заданное соотношение их скоростей вращения. Многодвигательным называется взаимосвязанный электропривод, электродвигатели которого совместно приводят в действие общий вал.
По характеру движения электроприводы бывают непрерывного и дискретного действия, вращательные и линейные, реверсивные и нереверсивные. В зависимости от системы управления электроприводы делят на нерегулируемые, регулируемые, программно управляемые и автоматизированные.
Основные типы электродвигателей, используемых в электроприводе, — двигатель постоянного тока и асинхронный электродвигатель.

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Электрические машины постоянного тока обратимы, т. е. одна и та же машина может работать и как генератор, и как двигатель. Поэтому устройство генераторов и двигателей постоянного тока одинаково.
Машина постоянного тока состоит из неподвижного корпуса (статора), по внутренней поверхности которого закреплены полюса с обмотками возбуждения, и вращающегося якоря, установленного внутри статора на подшипниках. Якорь собирают из отдельных листов электротехнической стали и напрессовывают на стальной вал, концы которого располагают в подшипниках. Пакет листов сердечника якоря имеет вид цилиндра, по внешнему периметру которого выштампованы пазы. В них уложена обмотка якоря, выполненная изолированным медным проводом. На вал якоря также напрессовывают коллектор, который состоит из медных пластин, изолированных от якоря и друг от друга пластмассой. К пластинам коллектора припаивают провода обмотки якоря. Между вращающимся якорем и неподвижными токоведущими частями статора размещают графитовые щетки, которые обеспечивают контакт с пластинами коллектора.
Обмотка возбуждения, находящаяся на статоре, включается в цепь постоянного тока и создаст постоянное магнитное поле возбуждения.
Принцип действия двигателя основан на известном из курса физики явлении взаимодействия проводника с током и постоянного магнитною поля. Вели поместить рамку из проводника в постоянное магнитное поле и пропустить через нее постоянный электрический ток, то рамка повернется и займет такое положение, при котором ее плоскость станет перпендикулярна силовым линиям магнитного поля. Максимально возможный угол поворота 90°. Если взять несколько рамок, закрепленных на одной оси и сдвинутых в пространстве, и поочередно подавать в них ток, то можно обеспечить непрерывное вращение этой оси. Обмотка якоря выполнена таким образом, что представляет собой достаточно большое количество (40…100) таких элементарных рамок, начало и конец которых припаяны к соответствующим коллекторным пластинам. При повороте якоря на определенный угол, зависящий от числа пластин коллектора, с помощью щеток происходит переключение с одной рамки на другую. Таким образом и осуществляется вращение якоря.

Рис. 1. Схемы двигателей постоянного тока:
1 — с независимым возбуждением; б — параллельным; в — последовательным; г — смешанным возбуждением

На рисунке 1  показаны основные схемы включения двигателя постоянного тока в сеть: с независимым возбуждением (а), с параллельным возбуждением (б), с последовательным возбуждением (в) и со смешанным возбуждением (г). В зависимости от схемы включения меняются характеристики двигателя.
Преимущество двигателей постоянного тока — возможность регулирования скорости вращения в больших пределах.

Что такое электрические приводы? Концепция, структурная схема, преимущества, недостатки и применение электрических приводов

Определение : Электромеханические приводы — это электромеханические системы, предназначенные для управления движением электрических машин. Он считается важным компонентом различного производственного оборудования, поскольку помогает легко оптимизировать управление движением. Это сложная система управления, управляющая валом вращения двигателя.

Типичная система привода включает один или несколько электродвигателей, а также систему управления, с помощью которой регулируется вращение вала двигателя.Основными компонентами, из которых состоят электроприводы, являются электродвигатель, устройство передачи энергии, рабочая (или приводимая в действие) машина.

Концепция электроприводов

Понятие электропривода было введено в 1838 году в России Б.С. Якоби. Промышленные электроприводы были приняты в 1870 году, однако сейчас они повсеместно используются в широком спектре приложений.

Мы знаем, что управление движением широко используется в различных бытовых и промышленных приложениях.Чтобы создать желаемое движение и поддерживать плавное управление, в него включена особая система, получившая название приводы.

Мы уже обсуждали, что составными частями электроприводов являются электродвигатель, устройство передачи энергии и рабочая машина. Мощность, необходимая для осуществления желаемого движения, обеспечивается электродвигателем. В то время как для передачи подводимой мощности к ведомой машине для выполнения операции используется устройство передачи энергии.Ведомая или рабочая машина отвечает за желаемый производственный процесс, который должен происходить в системе.

Примеры рабочих машин : насосы, миксеры, насосы и т. Д.

Таким образом, можно сказать, что устройство, содержащее электродвигатель вместе с элементами управления и передачи энергии, рассматривается как электропривод. В основном электрические приводы обеспечивают механизм управления движением, поскольку он преобразует электрическую энергию в механическую, так что движение может передаваться различным машинам.

Блок-схема электроприводов

На приведенном ниже рисунке показана типичная блок-схема системы электропривода:

Важнейшими компонентами, которые здесь включены, являются источник питания, силовой электронный преобразователь, двигатель, нагрузка, блок управления и датчик.

Давайте теперь обсудим каждый блок индивидуально.

1. Источник питания : Этот блок отвечает за подачу питания, которое необходимо системе для выполнения желаемой операции.

2. Регулятор мощности или преобразователь : Ниже перечислены функции, которые выполняет это устройство:

  • Этот блок отвечает за преобразование подаваемой входящей электрической энергии в форму, которая может приводить в действие двигатель (обычно механическую энергию).
  • Контроллер мощности управляет мощностью, подаваемой на двигатель, с которой он может справиться. По сути, это управление необходимо, потому что мощность, протекающая через систему, определяет характеристики крутящего момента и скорости, которые требуются нагрузке.
  • Когда в системе происходят переходные процессы, такие как запуск, торможение и т. Д., Это устройство помогает ограничить ток до определенных уровней, чтобы избежать перегрузок или провалов напряжения.
    Существует несколько типов преобразователей мощности, о которых мы сделали отдельный контент.

3. Блок управления и датчик : Этот блок выполняет действие по управлению преобразователем мощности в соответствии с предоставленным входом, а также сигналом обратной связи, полученным от нагрузки в режиме замкнутого контура.В основном, блок управления работает вместе с блоком датчиков, который фактически воспринимает сигнал напряжения или тока в качестве обратной связи для обеспечения надлежащих рабочих условий. Чувствительный элемент отвечает за определение силы тока или скорости двигателя. Он защищает и обеспечивает работу с обратной связью.

4. Электродвигатель : в основном преобразует приложенную энергию в механическое движение. В основном электродвигатели постоянного тока, используемые в системах электропривода, имеют последовательную, шунтирующую или составную форму, в то время как электродвигатели переменного тока представляют собой асинхронные электродвигатели с контактным кольцом.Иногда в особых случаях также используются шаговые двигатели или бесщеточные двигатели постоянного тока.

5. Нагрузка : Нагрузка, которая является частью системы, указывается в соответствии с характеристиками крутящего момента / скорости системы, такими как насосы, машины и т. Д. Электродвигатель и нагрузка работают в совместимости друг с другом с точки зрения моментно-скоростные характеристики.

Классификация электроприводов

Существуют различные параметры, по которым существует классификация электроприводов, однако в основном электроприводы подразделяются на две категории, а именно:

  • Приводы постоянного тока : Приводы постоянного тока — это приводы, в которых движущая сила, возбуждающая систему, является по своей природе постоянным током.Их основные приложения связаны с приводами с регулируемой скоростью и управлением положением. Здесь наряду с силовыми электронными преобразователями используются двигатели постоянного тока.
  • Приводы переменного тока : Работа приводов переменного тока зависит от типа входа питания переменного тока. Они легче, чем приводы постоянного тока. Приводы переменного тока могут быть двух типов: приводы с асинхронными двигателями и приводы с синхронными двигателями.

Преимущества электроприводов

  1. Операция предлагает гибкость в управлении характеристиками системы.
  2. Обеспечивает легкий (мгновенный) запуск или загрузку.
  3. Для питания системы используется электрическая энергия, которую можно легко передавать, хранить и использовать.
  4. Электродвигатели, составляющие систему привода, обладают высоким КПД с низкими потерями и значительной перегрузочной способностью. Таким образом, обеспечивается больший срок службы, так как коэффициент шума меньше, а потребность в техническом обслуживании также невелика.
  5. Из установившихся и динамических характеристик системы легко получить характеристики динамической нагрузки в широком диапазоне скоростей и крутящего момента.
  6. Функциональность блока управления может быть легко реализована с использованием программного подхода с использованием микроконтроллеров, что упрощает этот подход.
  7. Он может выполнять четырехквадрантную операцию в плоскости крутящего момента / скорости. Здесь происходит рекуперативное торможение, что обеспечивает значительную экономию энергии.
  8. С появлением устройств силовой электроники, таких как тиристоры, могут быть созданы эффективные преобразователи мощности, что упрощает подачу энергии на приводы.

Недостатки электроприводов

  1. Не работает без источника питания.
  2. Значение полученной выходной мощности привода низкое.
  3. У него плохой динамический отклик.
  4. В случае отключения питания вся система прекращает работу.
  5. Дорого.

Применение электроприводов

Electric Drives имеет огромное количество промышленных и бытовых применений, включая насосы, вентиляторы, двигатели, транспортные системы, турбины, двигатели и т. Д. Мало того, он полезен в различных электрических тягах, таких как поезда, автобусы, троллейбусы и т. Д. автомобили, работающие на солнечной энергии.Некоторые другие области применения — токарные станки, ножницы, преобразователи частоты, воздушные компрессоры, охлаждение и кондиционирование воздуха, ленточные конвейеры и т. Д.

[PDF] Электроприводы: концепции и применение

Электроприводы и энергоэффективность: бесчисленное множество значений

Недавние достижения в области управления скоростью электродвигателей и их применения в промышленном и коммерческом секторах дали основания нескольким авторам, описывающим или определяющим электропривод, исходя из их… Развернуть

  • Просмотреть 1 отрывок, цитирует предысторию

Интеллектуальное управление скоростью привода серводвигателя постоянного тока

  • Oshin Prem, Bhavnesh Kumar, S.K. Jha
  • Компьютерные науки

    Международная конференция по последним инновациям в электротехнике, электронике и коммуникационной технике (ICRIEECE), 2018 г. ошибка скорости и изменение ошибки для преодоления нелинейностей системы в приводе двигателя постоянного тока с питанием от чоппера. Развернуть

    • Просмотреть 3 выдержки, цитировать методы и справочную информацию

    Анализ пуска асинхронного двигателя с использованием SPWM

    Асинхронные двигатели широко используются как в быту, так и в промышленности из-за их высокого отношения крутящего момента к объему, прочности, надежности и низких эксплуатационных расходов.Асинхронный двигатель потребляет … Развернуть

    Модель SPICE для нового бесщеточного привода с регулируемой скоростью

    Модель схемы SPICE была разработана для точного моделирования iv-характеристик бесщеточного двигателя переменного тока, коммутируемого полупроводниковыми переключателями, и была продемонстрирована ее соответствие с электрическим испытания перевернутого двигателя в большом масштабе времени. Развернуть
    • Просмотр 1 отрывок, цитирует предысторию

    Глава 4 — Применение ветряных турбин

    Ветряная турбина с горизонтальной осью является наиболее широко используемым методом извлечения энергии ветра, и основная цель генератора — преобразовать механическую энергию, улавливаемую ротор ветряной турбины в электрическую энергию, которая будет введена в энергосистему.Expand

    Wind Turbine Applications

    Ветряная турбина с горизонтальной осью является наиболее широко используемым методом извлечения энергии ветра. Номинальная мощность варьируется от нескольких ватт до мегаватт на больших ветряных турбинах, подключенных к сети. Ротор… Развернуть

    Концепции электропривода для автомобилей будущего

    Это мотор-ступица фраунгофера на демонстрационном автомобиле Frecc0. Предоставлено: Fraunhofer IFAM.

    Похоже, что моторы ступиц колес успешно станут общепринятой концепцией привода для электромобилей.Немецкие исследователи разрабатывают эти двигатели, которые встроены в колеса автомобиля.

    Чтобы электромобили стали частью повседневной жизни, необходимы новые конструкции транспортных средств и запчасти. Возьмем, к примеру, моторы ступицы колеса. Одно из преимуществ моторов ступиц колес состоит в том, что производители могут отказаться от обычного моторного отсека — пространства под «капотом» или «капотом», поскольку моторы прикреплены непосредственно к колесам транспортного средства.Это открывает перед автомобильными дизайнерами массу возможностей при разработке компоновки автомобиля. Дополнительные преимущества: Без трансмиссии и дифференциала элементы механической трансмиссии не претерпевают потерь или износа. Кроме того, прямой привод на каждое отдельное колесо может улучшить динамику и безопасность движения.

    Исследователи разрабатывают не только отдельные компоненты, но и всю систему в целом. Они собирают компоненты на своем концептуальном автомобиле, известном как «Frecc0» или «Fraunhofer E-Concept Car Type 0» — научной испытательной платформе.Со следующего года производители и поставщики автомобилей также смогут использовать Frecc0 для тестирования новых компонентов. Основой этой демонстрационной модели является уже существующий автомобиль: новый Artega GT производства Artega Automobil GmbH. Создание этой платформы и разработка двигателя ступицы колеса — это всего лишь два проекта из целого ряда проектов, проводимых Fraunhofer System Research for Electromobility. Исследовательский кооператив занимается такими вопросами, как проектирование транспортных средств, производство, распределение и реализация энергии, методы хранения энергии, интеграция технических систем и социально-политические вопросы.Федеральное министерство образования и исследований BMBF финансирует эту инициативу Фраунгофера на сумму 44 миллиона евро. Цель состоит в том, чтобы разработать прототипы гибридных и электромобилей, чтобы поддержать немецкую автомобильную промышленность при переходе к электромобильности.

    Двигатели со ступицей колес были изобретены еще в 19 веке. Фердинанд Порше использовал эти моторы для оснащения своего «Lohner Porsche» на Всемирной выставке 1900 года в Париже. С тех пор было сделано много: «Мы разрабатываем двигатель ступицы колеса, который объединяет все основные электрические и электронные компоненты, особенно силовую электронику и электронные системы управления, в пространство для установки двигателя.Таким образом, не требуется никакой внешней электроники, а количество и объем линий питания можно свести к минимуму. По сравнению с имеющимися на рынке в настоящее время ступицами колесных двигателей наблюдается заметное увеличение мощности. Кроме того, существует инновационная концепция безопасности и резервирования, которая гарантирует безопасность привода — даже если система выходит из строя », — объясняет профессор Маттиас Буссе, глава Института производственной инженерии и прикладных исследований материалов им. Фраунгофера IFAM. Помимо IFAM, исследователи из Фраунгофера Институт интегрированных систем и технологий устройств IISB, IWM по механике материалов и LBF по прочности конструкций и надежности систем занимается этими проблемами.

    Критики считают, что моторы ступицы колес отрицательно влияют на управляемость автомобиля. Д-р Герман Плетейт, менеджер проекта IFM, отвечает: «Двигатель чрезвычайно компактен. Высокая мощность и плотность крутящего момента лишь вызывают относительно небольшое увеличение неподрессоренной массы. Но путем настройки шасси по-разному — например, настроек глушителя — вы можете компенсировать эти эффекты. Это не влияет на комфорт вождения ».

    Перед исследователями стоит еще одна задача: в отличие от обычных транспортных средств, электромобили могут улавливать энергию, возникающую при торможении, и возвращать ее в аккумулятор.В этом случае специалисты называют «оздоровление». Сейчас они работают над максимизацией возврата энергии в будущем. Используемая обычная тормозная система понадобится только в экстренных ситуациях.

    Создавая ступичный двигатель Фраунгофера, исследователи реализуют идею Фердинанда Порше относительно автомобилей будущего и тестируют эти компоненты на демонстрационном автомобиле.



    Предоставлено Fraunhofer-Gesellschaft

    Ссылка : Концепции электропривода для автомобилей будущего (19 апреля 2010 г.) получено 3 января 2022 г. с https: // физ.org / news / 2010-04-electric-concept-cars-future.html

    Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

    STW ПРЕДСТАВЛЯЕТ КОНЦЕПЦИЮ ЭЛЕКТРОПРИВОДА POWERMELA DUO280 ДЛЯ ПЕРЕОБОРУДОВАНИЯ БИЗНЕСА

    На выставке Power2Drive в этом году в Мюнхене компания STW представит свой новый комплект приводов для грузовых автомобилей мощностью от 160 до 280 кВт.В этот комплект входят два электродвигателя мощностью 80 или 140 кВт соответственно. Двигатели приводят в действие сумматорную коробку передач, которая, в свою очередь, передает усилие на стандартную коробку передач грузового автомобиля. Это позволяет реализовать концепцию «дизельный двигатель, электрический вход», требуя небольшого механического преобразования и без увеличения первоначального общего веса (включая аккумулятор).

    Кроме того, испытанная в полевых условиях концепция привода также подходит для безопасного использования. В частности, для транспортных средств большой грузоподъемности, таких как автобусы или грузовики, оптимальные ходовые качества и пусковые моменты (доступные благодаря использованию существующей коробки передач) являются большим преимуществом.

    На выставке Power2Drive в Мюнхене новый powerMELA duo280 будет продемонстрирован вживую на полностью электрическом 44-тонном тягаче-полуприцепе «ELIAS», аккумуляторно-электрическом грузовике с запасом хода 200 км, проект финансирования в сотрудничестве с Bayerischen Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie (Министерство экономики, регионального развития и энергетики Баварии) компания STW, производитель автомобилей Тони Маурер и экспедитор Ansorge Logistik модернизировали дизельный грузовик.STW предоставляет эти услуги как системный поставщик компонентов для приводов, преобразования и распределения энергии и контроля изоляции, а также системной безопасности для преобразователей, проектировщиков систем и производителей.

    Как международно-активная компания со штаб-квартирой в Кауфбойрене, STW уже более 30 лет выступает за цифровизацию, автоматизацию и электрификацию мобильных машин. Компания STW поддерживает своих клиентов в их стремлении сделать их машины лучшими в мире с помощью инновационных технологий, предлагая универсальные продукты, системы и решения, разработанные и производимые в Германии.
    STW активно участвует в таких важных проблемах будущего, как Интернет вещей (IoT) и Индустрия 4.0, (полу) автономное вождение и работа, а также электронная мобильность.

    Мы едем на концептуальном электрическом гоночном автомобиле Porsche Mission R

    Электромобили должны быть тихими, а этот — нет. Этот очень громкий электромобиль — Mission R, уникальный концепт / гоночный автомобиль мощностью 1073 л.с., который дает возможность взглянуть на потенциальное будущее клиентских гонок на спортивных автомобилях — нишу, которую Porsche обычно заполняет 911-ми.Хотя Mission R может не походить на гоночную машину, на которой мы когда-либо ездили, применим тот же совет: носите беруши. Изнутри это звучит так, как будто вы сидите рядом со стиральной машиной с плохим подшипником, поскольку она убивает себя во время цикла отжима. Обратите внимание на два прямолинейных редуктора (один передний и один задний), которые передают мощность на механические дифференциалы повышенного трения.

    При нажатии на тормоз существо действительно начинает кричать. Как и у любого электромобиля, два электродвигателя Mission R преобразуют скорость в электричество за счет рекуперативного торможения.Поскольку моторы борются с инерцией автомобиля, шум вызывает кавитацию в ваших барабанных перепонках. В результате агрессивной регенерации фрикционные тормоза практически не нагружаются. Porsche даже не подходит для специальных тормозных каналов. Полные 60 процентов торможения передних колес выполняет двигатель, а все торможения задних колес выполняет двигатель — Porsche предлагает начинать с аккумулятором, заряженным до 85 процентов, чтобы регенерация всегда была доступна. Педаль тормоза такая же, как у гоночного автомобиля, и ее легко регулировать, и это хорошо, потому что в ней нет АБС.

    Правильно замедленный, Mission R мгновенно поворачивается при небольшом движении вилки. Входит в нос, а затем втыкается в изгиб. Внезапно звонит сразу и пора отправлять заряд батареи на моторы. Два мотора выдвигают горизонт на передний план и напрягают вашу шею таким образом, что это приведет к забавному разговору с физиотерапевтом. 1073 лошадиные силы доступны в режиме квалификации, но в режиме гонки (тот, в котором мы работали) пиковая мощность составляет 671 лошадку.Porsche заявляет, что максимальная скорость составляет более 186 миль в час, но этот прототип регулируется до 62 миль в час, чтобы защитить инвестиции Porsche в размере 10 миллионов долларов. Mission R максимален в паре мест на трассе, но трасса в центре Porsche Experience Center в Лос-Анджелесе (PECLA) достаточно узкая, чтобы заставить нас почувствовать, что мы многое не упускаем. Утверждается, что ускорение до 62 миль в час с остановки происходит менее чем за 2,5 секунды.

    Еще одна странная часть опыта — отсутствие переключения передач. Гоняясь за новым 911 Turbo S по трассе, вы замечаете, насколько 911 переключается на повышенную и понижающую передачу, потому что Mission R — это установка с прямым приводом.Нет необходимости тянуться к деревянной ручке переключения передач или веслу, нет тахометра, который нужно контролировать, нет индикаторов переключения передач, и вам не нужно думать о том, чтобы двигатель оставался на пике крутящего момента. Поразительная тяга двигателей присутствует независимо от того, как быстро вы двигаетесь, это кажется бесконечным приливом мощности. Чтобы мощность двигателей не снижалась, Porsche омывает обмотки двигателя маслом, чтобы все оставалось прохладным. Стратегия охлаждения аккумулятора также включает в себя жидкостную ванну. Porsche обещает, что батарея емкостью 82 кВтч в Mission R сделает 30-минутную гоночную сессию возможной.

    Базирующийся очень слабо на серийном автомобиле — днище кузова поднято с нынешнего 982 Cayman — гоночный автомобиль весом около 3300 фунтов имеет длину 170,3 дюйма, что на пару дюймов короче, чем Cayman. При высоте всего 46,9 дюйма и убойном стиле, Mission R выглядит как прототип Ле-Мана, оставленный в сушилке слишком долго. Внутри концепта есть гоночное сиденье, напечатанное на 3D-принтере, и некоторое распределительное устройство, которое только хорошо выглядит на автосалоне. Крышные панели из прозрачного поликарбоната пропускают свет.Компактный и изящный на вид, если не считать вопиющей трансмиссии, Mission R легко и быстро управлять. Здесь нет сложных характеристик управляемости, баланс переднего и заднего хода 40/60 нелегко нарушить, а гоночные слики держатся прочно.

    При условии, что у питов есть подключение для быстрой зарядки, бортовое зарядное устройство может проглотить 350 киловатт, позволяя 900-вольтовой батарее разряжаться с пяти до 80 процентов за заявленные 15 минут. Подключение находится сзади, а аккумулятор не далеко, установлен поперек за драйвером.

    В качестве доказательства концепции работает Mission R. Это весело и быстро, и показывает нам, какой будет электрификация на трассе. Звуки, которые он издает, не особенно приятны, а снаружи все, что вы слышите, — это то, что похоже на вой шестеренки. С точки зрения механической музыки, ровная шестерка всегда превосходит электродвигатель. Мы предполагаем, что любители поршневых самолетов почувствовали то же самое, когда рев турбин начал вторгаться в их воздушное пространство. Мы находимся в начале аналогичной смены, но, по крайней мере, первые реактивные двигатели звучали как действительно громкие паяльные лампы, а не как умирающие приборы.


    Сообщество автолюбителей для максимального доступа и непревзойденных впечатлений. ПРИСОЕДИНЯЙСЯ СЕЙЧАС

    Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти дополнительную информацию об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

    2010 Smart forTwo Electric Drive Concept Новости и информация, исследования и цены


    С середины ноября 2009 года новый электропривод smart fortwo сойдет с производственной линии на заводе smart в Хамбахе, Франция.В отличие от своего предшественника, smart fortwo второго поколения с электрическим приводом оснащен инновационной и высокоэффективной литий-ионной батареей. Он размещен в компактном месте между осями, что означает, что пространство в интеллектуальном двухместном автомобиле никоим образом не ограничивается. Сзади установлен электродвигатель мощностью 30 кВт. Это обеспечивает хорошее ускорение и высокую маневренность с моментом 120 Нм крутящего момента. Электропривод smart fortwo можно заряжать от любой обычной бытовой розетки.В Германии полная зарядка аккумулятора стоит около двух евро и достаточна для пробега около 115 километров — более чем достаточно для городского движения. Компания smart сделала электрический привод практичной альтернативой мобильности с нулевым уровнем выбросов в городских районах. Новый электропривод smart fortwo первоначально сдается в аренду клиентам в Берлине и других городах Европы, а также SA, которые подвергают экологически безопасного законодателя моды интенсивным испытаниям в суровых повседневных условиях. С 2012 года он будет доступен всем желающим.Экологичность и современная функциональность были определяющими характеристиками smart fortwo с момента его запуска более десяти лет назад. С тех пор его инновационная концепция объединила устойчивые, перспективные технологии с индивидуальной городской мобильностью. Этот чрезвычайно компактный автомобиль длиной чуть более двух с половиной метров может парковаться перпендикулярно движению транспорта. Кроме того, компактный и экологически чистый двухместный автомобиль в настоящее время потребляет наименьшее количество транспортных средств и доставляет пассажиров к месту назначения с комфортом и безопасностью.Его свежий, молодой, современный и вместе с тем утонченный дизайн сделал его иконой автомобильного стиля жизни, который показывает, что мобильность, ответственность за окружающую среду и жизнерадостность совместимы друг с другом. Smart Fortwo создал собственный класс. Электропривод smart fortwo предлагает инновационное удовольствие от вождения
    Новый электропривод smart fortwo от популярного бренда, который сойдет с конвейера с середины ноября 2009 года, является логическим продолжением очень амбициозной цели: производство хорошо спроектированного, привлекательный городской автомобиль, не имеющий локальных выбросов выхлопных газов i.е. автомобиль с нулевым уровнем выбросов. smart начал вождение без выбросов в тяжелых повседневных условиях городского движения в 2007 году в Лондоне. С тех пор в практической эксплуатации у потребителей находится 100 электроприводов smart fortwo первого поколения. Отзывы из K capital были очень положительными и подтверждают высокую степень зрелости концепции этого автомобиля. В 2008 году компания Smart представила электрический привод smart fortwo второго поколения, более совершенный электропривод с инновационной литий-ионной батареей.Литий-ионная технология имеет решающие преимущества перед другими типами батарей, включая более высокую производительность, более короткое время зарядки, длительный срок службы и высокую надежность. Марк Лангенбринк, ответственный за бренд-менеджмент в smart, говорит: «Электропривод smart fortwo второго поколения основан на успешной и принятой концепции автомобиля с характером и присущими ему экологическими характеристиками. Его инновационный аккумуляторный привод с электроприводом делает его идеальным автомобилем для города: он маневренный, экономичный и экологически чистый.В городской среде автомобили с нулевыми выбросами в атмосферу стали реальностью. Это равносильно удовольствию от вождения с чистой совестью ». Электропривод, учтенный в самой первой концепции


    Электроприводы были частью интеллектуальной концепции с самого начала. Дальнейшая интеграция компонентов, необходимых для электропривода, планировалась на очень раннем этапе. Например, в полу между осями есть место для аккумулятора, там, где в других моделях smart находится бак.Модуль электропривода никоим образом не ограничивает доступное пространство в электроприводе smart fortwo; внутри и в багажном отделении столько же места, как в smart fortwo с двигателем внутреннего сгорания.

    Мощный привод Магнитоэлектрический двигатель мощностью 30 кВт установлен в задней части нового электропривода smart fortwo и реагирует немедленно и без задержек. Сразу доступен мощный крутящий момент в 120 Ньютон-метров. Это приводит к удивительной мощности при трогании с места.Электропривод smart fortwo разгоняется от 0 до 60 км / ч за 6,5 секунды — так же быстро, как и бензиновая модель, которую он изначально оставляет позади. Его максимальная скорость была намеренно ограничена 100 км / ч, подходящей для города скоростью. Благодаря силовой характеристике электродвигателя для электропривода smart fortwo требуется только одно фиксированное передаточное число. Нет необходимости переключать передачи — большое преимущество в плотном городском потоке. При реверсировании меняется направление вращения двигателя.Электропривод smart fortwo второго поколения питается от литий-ионного аккумулятора Tesla Motors Inc. емкостью 14 кВтч. Его просто заряжать от любой розетки с предохранителем на 220 В. Полностью заряженного аккумулятора хватит на 115 километров удовольствия от вождения (NEDC). Этого диапазона более чем достаточно для городского движения, поскольку исследования показали, что автомобили проезжают в среднем 30-40 километров в день в городах. Для этого автомобиль нужно заряжать всего три часа. Подключение автомобиля к сети на ночь полностью зарядит аккумулятор. Электроника оптимизирует уровень заряда аккумулятора и энергопотребление


    Специальная электроника гарантирует, что с аккумулятором все в порядке. Электроника также контролирует процесс зарядки и управляет отображением емкости. Электроника транспортного средства снабжает электрическую систему электрическим током от аккумулятора через преобразователь постоянного тока в постоянный. Кроме того, они также управляют отоплением и кондиционированием воздуха, например, чтобы минимизировать нагрузку на аккумулятор. Умные водители могут заранее кондиционировать свой электрический привод smart fortwo, пока их автомобиль заряжается дома — давняя мечта о стационарном охлаждении становится реальностью! Ни один другой автомобиль не предлагает такой комфортной опции.

    Электропривод smart fortwo нового поколения основан на страсти smart fortwo купе / кабриолет. Помимо кондиционирования воздуха с автоматическим контролем температуры, включены все функции популярной линейки оборудования Passion. Помимо индикатора батареи, амперметр показывает потребление и рекуперированную энергию. Очень низкие затраты

    Исходя из цен на электроэнергию в Германии, поездка на электроприводе smart fortwo на 100 километров стоит примерно два евро (даже дешевле, если электричество в непиковые часы).Это меньше, чем цена двух литров бензина. Электроэнергия во многих странах намного дешевле. Затраты на техническое обслуживание значительно ниже, чем у смарт-двигателя с двигателем внутреннего сгорания, поскольку аккумулятор, двигатель и другие компоненты электропривода не требуют обслуживания.

    Помимо низких эксплуатационных расходов, во многих странах и городах есть и другие преимущества в стоимости. Например, водители электрического привода smart fortwo имеют право на национальные субсидии, налоговые льготы или освобождение от местных сборов за проезд, таких как плата за въезд в центре города в Лондоне.Электропривод smart fortwo в крупных городах Европы и ÚSA

    С конца 2009 года электропривод smart fortwo будет поставляться избранным клиентам в лизинг. Аренда будет предложена сроком на четыре года и 60 000 километров пробега. Первые автомобили предназначены для проекта «Электронная мобильность в Берлине». Здесь в сотрудничестве с поставщиком энергии RWE и при поддержке правительства Германии и города Берлина Даймлерис создает условия для работы транспортных средств с аккумуляторным приводом без местных выбросов.Это включает в себя создание сети станций зарядки электричества, которые обеспечивают интеллектуальную связь между электромобилями и электросетью, чтобы аккумулятор можно было заряжать, когда электричество является самым дешевым.

    Новые автомобили с электроприводом smart fortwo нового поколения выйдут на дороги Гамбурга, Парижа, Рима, Милана, Пизы, Мадрида, а также будут использоваться в других проектах в Европе. Некоторые из моделей также поступят в города в SA. Спрос на электропривод smart fortwo уже очень большой, и с 2012 года он будет производиться в больших объемах как обычная часть линейки smart и продаваться через smart. дилерская сеть.Это подчеркивает новаторскую роль автомобильного бренда на пути к привлекательной индивидуальной мобильности с нулевым уровнем выбросов в городах и городских населенных пунктах. Источник — Smart

    IAV представила новую концепцию модульного электропривода на Венском моторном симпозиуме

    Компания IAV представила новую версию своей модульной концепции электропривода на Венском моторном симпозиуме.
    Сочетая в себе электродвигатель и трансмиссию, он обеспечивает до трех скоростей и, благодаря своей модульной концепции, может быть адаптирован для различных платформ и требований транспортных средств.Цель состоит в том, чтобы объединить высокий уровень комфорта при движении, эффективность и компактность по конкурентоспособной цене.
    В долгосрочной перспективе электрические приводные системы будут играть ключевую роль в мобильности, поскольку они обеспечивают мобильность с нулевым уровнем выбросов и не зависят от ископаемых источников энергии. Помимо экологического аспекта, производителям также необходимо учитывать требования своих клиентов к комфорту езды.
    В то же время потребители ожидают, что максимальная эффективность даст им максимальный запас хода, хорошие характеристики при подъеме на гору, высокую скорость автомобиля и хорошее ускорение на одной зарядке аккумулятора.
    Во многих современных электроприводах используется комбинация электродвигателя и трансмиссии с фиксированным передаточным числом. Хотя решения этого типа относительно просты с точки зрения конструкции, они не могут одновременно удовлетворить все предъявляемые к ним требования. Например, высокие характеристики на подъеме и максимальная эффективность требуют очень разных передаточных чисел. По этой причине IAV выбрал модульную концепцию, основанную на электродвигателе и трансмиссии с одной-тремя скоростями.

    Подходит для различных конфигураций трансмиссии
    Решение IAV также является гибким с точки зрения использования — в качестве главного привода для электромобилей с батарейным питанием, для транспортных средств на топливных элементах или в качестве компонента подключаемых гибридов. Его выходной мощности достаточно для автомобилей классов A (малолитражный автомобиль), B (компактный автомобиль), C (стандартный размер) и D (верхний стандартный размер). Он представляет собой дальнейшее развитие решения IAV, представленного еще в 2010 году.
    В модульном электроприводе разработанный IAV электродвигатель обеспечивает непрерывную выходную мощность 50 киловатт и максимальную мощность 80 киловатт.Он создает постоянный крутящий момент 150 ньютон-метров, который можно увеличить до 300 ньютон-метров на короткие периоды времени. Он был разработан с использованием инструмента синтеза электродвигателей IAV, который находит оптимальное решение для данного приложения из почти неограниченного числа возможных вариантов.
    Обеспечивая максимум три скорости, планетарная трансмиссия устанавливается сбоку от электродвигателя и способна создавать выходной крутящий момент до 3000 ньютон-метров. В то же время это позволяет ограничить максимальную скорость двигателя до 8000 оборотов в минуту.Дифференциал размещен в электродвигателе, что позволяет оптимально использовать ограниченный пакет.
    Дальность хода увеличена на десять процентов
    Разработка корпуса также представляла собой особую задачу. Сочетание компактного дизайна, высокого уровня функциональной интеграции и управления температурой обеспечивает дополнительные преимущества. В решении IAV, например, силовая электроника размещается в корпусе, чтобы снизить затраты на медную проводку, обеспечить хорошее экранирование ЭМС, а также включить силовую электронику в контур охлаждения электродвигателя.
    Кроме того, в рамках проекта предъявлялись высокие требования к жесткости конструкции обсадной колонны. При разработке корпуса специалисты IAV тесно сотрудничали с Nemak, глобальным специалистом по литью алюминия. В результате получился корпус, сочетающий в себе компактный размер, высокую жесткость, высокий уровень функциональной интеграции и конкурентоспособные цены.
    Привод
    — Подходит для автомобилей классов от A до D
    — Способность преодолевать подъем: максимум 30 процентов
    — Максимальная скорость: 160 км / ч (непрерывно) / 185 км / ч (максимум)
    — Разгон 0 — 60 км / ч за 4 секунды, 0-100 км / ч за 10 секунд
    Электродвигатель
    — Выходная мощность: 50 кВт (длительная) / 80 кВт (максимальная)
    — Крутящий момент: 150 Нм (продолжительно) / 300 Нм (максимум)
    Трансмиссия
    — Максимум три скорости
    — Крутящий момент: 3000 Нм (максимум)
    [источник: IAV]
    Сообщение IAV представляет новую модульную концепцию электропривода на Венском моторном симпозиуме впервые появилось в отчете об электромобилях.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *