Классификация электроприводов

Электроприводы, используемые в различных технологических установках разнообразны по схемному и конструктивному исполнению, что связано с большим разнообразием рабочих машин.

По виду движения различаются электроприводы вращательного и поступательного однонаправленного и реверсивного движения, а также электроприводы возвратно-поступательного движения. Вращательное однонаправленное, а также реверсивное движение осуществляется электродвигателями (ЭД) обычного исполнения. Поступательное движение может быть получено при использовании ЭД вращательного движения совместно с преобразовательным механизмом (кулисным, винтовым, реечным), либо применением ЭД специального исполнения (линейного, гидродинамического и т. д.).

По степени управляемости электропривод подразделяется на следующие виды:

  • 1. Нерегулируемый (электропривод, в котором исполнительный орган рабочей машины приводится в движение с одной постоянной скоростью).
  • 2. Регулируемый (электропривод, в котором, скорость движения исполнительного органа изменяется в соответствии с требованиями технологического процесса).
  • 3. Следящий (электропривод, в котором воспроизводится перемещение исполнительного органа в соответствии с произвольно меняющимся задающим сигналом).
  • 4. Программно-управляемый (электропривод обеспечивает перемещение исполнительного органа в соответствии с заданной программой).
  • 5. Адаптивный (электропривод автоматически обеспечивает оптимальный режим движения исполнительного органа при изменении условий его работы).
  • 6. Позиционный (электропривод обеспечивает регулирование положения исполнительного органа рабочей машины).

По способу соединения электродвигателя с исполнительным органом рабочей машины различают:

  • 1. Редукторный (электропривод, механическая передача которого содержит редуктор).
  • 2. Безредукторный (электропривод, электродвигатель которого непосредственно соединен с исполнительным органом).

По роду электрического преобразователя различают:

  • 1. Вентильный электропривод (электропривод в котором преобразовательным устройством является вентильный преобразователь энергии). Разновидностями вентильного электропривода является полупроводниковый электропривод, который в свою очередь делится на тиристорный и транзисторный электропривод.
  • 2. Система УВ–Д (вентильный электропривод постоянного тока, преобразовательным устройством которого является управляемый выпрямитель).
  • 3. Система ПЧ-Д (вентильный электропривод переменного тока, преобразовательным устройством которого является регулируемый преобразователь частоты).
  • 4. Система Г–Д и МУ–Д (электропривод, преобразовательным устройством которого является, соответственно, электромашин- ный преобразователь или магнитный усилитель).

По уровню автоматизации можно различать:

1. Неавтоматизированный электропривод (электропривод, в котором осуществляется ручное управление с помощью оператора).

В настоящее время такой электропривод встречается редко, преимущественно в установках малой мощности бытовой и медицинской техники и т. п.

  • 2. Автоматизированный электропривод (электропривод, управляемый автоматическим регулированием параметров).
  • 3. Автоматический электропривод (электропривод, в котором управляющее воздействие вырабатывается автоматическим устройством без участия оператора).

Можно классифицировать электропривод по роду тока. Находят применение электроприводы переменного и постоянного тока.

По способу передачи механической энергии исполнительному органу электропривод подразделяется наследующие виды:

  • 1. Индивидуальный (электропривод, в котором каждый исполнительный орган рабочей машины приводится в движение отдельным двигателем). Этот вид ЭП наиболее распространенный, так как здесь отсутствуют механические передачи, легко осуществляется автоматизация технологического процесса, улучшаются условия обслуживания рабочей машины.
  • 2. Взаимосвязанный (электропривод, в котором имеется два или несколько электрически или механически связанных между собой электроприводов, при работе которых поддерживается заданное соотношение их скоростей или их нагрузок и положение исполнительных органов рабочих машин). Частным случаем взаимосвязанного электропривода является многодвигательный (электропривод, содержащий несколько электродвигателей, механическая связь между которыми осуществляется через исполнительный орган рабочей машины).
  • 3. Групповой (электропривод с одним электродвигателем, обеспечивающий движение исполнительных органов нескольких рабочих машин или несколько исполнительных органов одной рабочей машины).

Электромеханический преобразователь является неотъемлемой частью системы, называемой электроприводом. Поэтому классификацию электропривода можно производить и по электромеханическому преобразователю энергии.

Наибольшее применение получил электромашинный электропривод, который выполняется на основе преобразования энергии по принципу взаимодействия проводников с током в магнитном поле. На этом принципе основано около 90 % всех промышленных электроприводов.

Электромагнитный электропривод используется значительно реже, в основном, в электромагнитных аппаратах и приборах, а также в вибрационных устройствах.

Электростатический электропривод, основанный на взаимодействии электрического поля и зарядов, реализуется в виде емкостных преобразователей, энергоемкость которых при классической конструкции с воздушным зазором значительно уступает электромашинному и даже электромагнитному электроприводу.

В последние годы с развитием пленочных и волоконных структур и микро- и нанотехнологий появилась возможность создания микро- приводов на основе пленочной и волоконной электромеханики, имеющих на два порядка большую энергоемкость по сравнению с классическими электростатическими преобразователями.

Пьезоэлектрический и магнитострикпионный электроприводы используются в настоящее время лишь в оптических устройствах для создания малых перемещений. Однако с развитием микроэлектроники и волоконной техники последние три тина электроприводов имеют перспективу более широкого применения для создания микронных перемещений в микро- и нанотехнологиях. Для сравнения представим энергоемкости различных двигателей:

Магнитные – 1 Дж/кг;

Классические емкостные – 0,1 Дж/кг;

Пленочные и волоконные – 10 Дж/кг;

Гидравлические и внутреннего сгорания – 10 Дж/кг;

Мышцы животных и человека – 500 Дж/кг.

Анализ указанных данных показывает, что для создания микроэлектромеханических систем (МЭМС) наиболее целесообразно использование преобразования энергии электрического поля в механическую, причем необходимо объединение функций двигателя и механизма в одном элементе или микроструктуре. Теоретическое обоснование таких устройств уже разработано на основе создания так называемых интегральных микроструктурных механизмов, объектов, являющихся функциональным аналогом мускула живых организмов.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >