Общие требования к электроприводу

Сформулируем общие требования к электроприводу как к системе, ответственной за управляемое электромеханическое преобразование энергии, т. е. определим главные показатели, которые характеризуют электропривод [2-4].

  • 1. Надежность. Как и любой технический объект, электропривод обязан выполнять заданные функции в оговоренных условиях в течение определенного промежутка времени. Если это не обеспечено, все остальные его качества окажутся бесполезными, именно поэтому требование надежности является основным показателем, характеризующим электропривод.
  • 2. Точность. Этот показатель относится к главной функции электропривода – осуществлять управляемое движение. Правильнее говорить не о точности вообще, а об обеспечении приводом необходимой точности, т. е. об отличии какого-либо показателя движения от заданного, не превышающего допустимого значения. Так, неточность остановки кабины даже очень хорошего лифта может достигать ± I мм; погрешность позиционирования-щупа, осуществляющего тестирование микросхемы в процессе ее изготовления, не должна превышать ± 10 мкм и т. д. Электропривод должен поддерживать на заданном уровне скорость движения ленты транспортера независимо от его загрузки, силу натяжения проволоки или нити при их перемотке, ускорение центрифуги при испытании в ней биологических объектов; при этом всегда существуют допустимые отклонения от заданных значений, выходить за которые уже нельзя.
  • 3. Быстродействие – способность системы достаточно быстро реагировать на различные воздействия. Здесь, конечно, опять речь идет о необходимом, нужном быстродействии. Например, нужно очень быстро, за сотые доли секунды, устранять отклонения от заданного положения антенны радиотелескопа, вызванные порывами ветра. Напротив, неумеренно быстрое трогание с места трамвая приводит к неприятным последствиям. Быстродействие, очевидно, связано с какими-то изменениями во времени, с динамическими процессами в системе.
  • 4. Качество динамических процессов, т. е. обеспечение определенных закономерностей их протекания во времени. Например, в лифте хорошее качество электропривода не чувствительно для человека при трогании и замедлении. Например, в лифте каждый испытывал разницу между хорошо функционирующим приводом, когда ускорение и замедление неощутимы, и плохим приводом, когда динамический процесс сопровождается неприятными ощущениями даже у абсолютно здоровых пассажиров.
  • 5. Энергетическая эффективность. Этот показатель стал особенно существенным в последнее время. Поскольку любой процесс передачи и преобразования энергии сопровождается ее потерями, важно, какова удельная доля этих потерь. Яснее всего, пожалуй, применительно к электроприводу этот показатель выразится удельным расходом электроэнергии на получение конечного технологического результата. Например, если электропривод выполняет операцию сматывания в бухту проволоки данного диаметра и материала, получаемой с волочильного стана, то важно, сколько электроэнергии будет затрачено, например, на 1 т готовой продукции, конечно, при заданном ее качестве (здесь будут существенны предыдущие показатели). Для электропривода пресса будет интересен расход энергии на 1 т деталей данного типа и т. п. Часто энергетическую эффективность оценивают коэффициентом полезного действия (КПД) – отношением полезно истраченной энергии к ее полному расходу в данном процессе.
  • 6. Совместимость электропривода с системой электроснабжения и информационной системой более высокого уровня является важным показателем, который стал существенным лишь в последнее время, когда в состав электропривода вошли полупроводниковые преобразователи, генерирующие высшие гармоники и в силу этого вредно влияющие на питающую сеть, а иногда и на электронные управляющие устройства.
  • 7. Ресурсоемкость, т. е. материалоемкость и энергоемкость, заложенные в конструкцию и технологию производства, трудоемкость при изготовлении, монтаже, наладке, эксплуатации, ремонте. Этот показатель, как легко видеть, самый сложный, комплексный, связанный как с перечисленными показателями, так и с уровнем технологии, экономической ситуацией, со многими другими факторами. Приведем здесь лишь один пример, характеризующий конъюнктурный характер этого показателя. Рассмотрим изменение массы промышленных асинхронных короткозамкнутых электродвигателей общего назначения небольшой мощности (1–10 кВт), являющихся главным элементом простейшего массового электропривода. В Японии, где мало природных ресурсов, но очень высок уровень технологии, с 1950 по 1986 гг. масса таких двигателей снизилась в среднем в 2,5 раза за счет лучших материалов, лучшего качества их обработки, оптимальной конструкции и т. п. По имеющимся прогнозам процесс снижения массы двигателей там еще продолжается. В США до середины 70-х годов XX в. также происходило снижение массы таких двигателей, однако сейчас в связи с повышением цен на энергию и большими запасами материалов резко выросло производство так называемых энергосберегающих двигателей, масса которых увеличена, по сравнению с обычными на 40–50 %.

Мы рассмотрели основные показатели электропривода. Кроме них имеется ряд дополнительных показателей, таких как комплектность, заводская готовность, эргономические и дизайнерские характеристики, которые иногда могут оказаться решающими.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >