Привод это двигатель
Схема с общим усилителем представлена на рисунке справа в качестве примера, данная схема является схемой регулирования двух переменных двигателя, где Д — скорости тока I. Вариант "бескорпусного" двигателя состоит из кольцеобразного ротора и набора элементов статора, которые заказчик должен встроить в конструкцию станка. Привод , с другой стороны, — это система, которая передает полученную от двигателя механическую энергию на механизм или машину, которая совершает требуемое движение. На чтение 13 мин Опубликовано Привод и двигатель — это два основных компонента, играющих важную роль в работе технических устройств и механизмов.
Поповым было приведено следующее определение регулируемого электропривода: "Регулируемым двигателем и приводом мы называем такой, у которого можем менять скорость независимо от нагрузки". На 3-й конференции по автоматизации производственных процессов в машиностроении и автоматизированному электроприводу в промышленности, состоявшейся в Москве в мае года, было использовано следующее определение: "Электропривод — комплексное устройство, осуществляющее преобразование электрической энергии в механическую энергию и обеспечивающее электрическое управление преобразованной механической энергией".
В году С. Артоболевский в работе «Привод - основной структурный элемент машины» делает вывод о том, что изучению приводов как комплексных систем, включающих двигатель, передаточный механизм и исполнительный орган, не уделяется должного внимания. Теория электропривода изучает условия работы электродвигателя без учета передаточного механизма и вспомогательного органа, а теоретическая механика изучает передаточные устройства и исполнительные органы без учета влияния двигателя.
В году в учебном пособии «Основы автоматизированного электропривода» Чиликина М. От передаточного устройства механическая энергия передается непосредственно исполнительному, или рабочему органу производственного механизма. Электропривод осуществляет преобразование электрической энергии в механическую энергию и обеспечивает электрическое управление преобразованной энергией в соответствии с технологическими требованиями к режимам работы производственного механизма.
В году в политехническом словаре, изданном под редакцией академика И. Артоболевского, было приведено следующее определение: "Электрический привод — электромеханическое устройство для приведения в движение механизмов и машин, в котором источником механической энергии служит электродвигатель.
Электропривод состоит из одного или нескольких электродвигателей, передаточного механизма и аппаратуры управления". Современные электроприводы отличаются высокой степенью автоматизации, что позволяет им работать в наиболее экономичных режимах и воспроизводить с высокой точностью требуемые параметры движения исполнительного органа машины.
Поэтому в начале х годов понятие электропривода бы расширено в область автоматизации. Термины и определения" приведено следующее определение: "Электропривод — электромеханическая система, состоящая в общем случае из взаимодействующих преобразователей электроэнергии, электромеханических и механических преобразователей, управляющих и информационных устройств и устройств сопряжения с внешними электрическими, механическими, управляющими и информационными системами, предназначенная для приведения в движение исполнительных органов рабочей машины и управления этим движением в целях осуществления технологического процесса".
В учебнике В. Ключева «Теория электропривода», изданном в году, дано следующее определение электрического привода как технического устройства: "Электрическим приводом называется электромеханическое устройство предназначенное для приведения в движение рабочих органов машин и управление технологическими процессами, состоящее из передаточного устройства, электродвигательного устройства и управляющего устройства".
При этом приводятся следующие пояснения назначения и состав различных частей электропривода.
Как видно из определения, исполнительный орган в состав привода не входит. Однако авторы авторитетных учебников [1] [3] включают исполнительный орган в состав электропривода.
Это противоречие объясняется тем, что при проектировании электропривода необходимо учитывать величину и характер изменения механической нагрузки на валу электродвигателя, которые определяются параметрами исполнительного органа.
При невозможности реализации прямого привода электродвигатель приводит исполнительный орган в движение через кинематическую передачу. КПД , передаточное число и пульсации, вносимые кинематической передачей, также учитываются при проектировании электропривода.
Под статическими характеристиками чаще всего подразумеваются электромеханическая и механическая характеристика. Механическая характеристика — это зависимость угловой скорости вращения вала от электромагнитного момента M или от момента сопротивления Mc. Механические характеристики являются очень удобным и полезным инструментом при анализе статических и динамических режимов электропривода.
Динамическая характеристика электропривода — это зависимость между мгновенными значениями двух координат электропривода для одного и того же момента времени переходного режима работы. Автоматизированные электроприводы подразделяются ещё на две подгруппы — разомкнутые и замкнутые.
Работа разомкнутого привода заключается в том, что все внешние возмущения для электрических приводов самым характерным из них является момент нагрузки оказывают влияние на выходную переменную электрического привода, как пример - на его скорость.
Иными словами, разомкнутый электрический привод не изолирован от влияния внешних возмущений, все изменения которых отражаются на его рабочих показателях.
В разомкнутом приводе по этой причине не может обеспечиться высокий уровень качества регулирования переменных, хотя данный привод отличается простой схемой. Основным отличием замкнутых электрических приводов является их общее или локальное удаление воздействий внешних возмущений на управляемую переменную электрического привода. В качестве примера можно привести тот факт что, скорость таких электрических приводов может оставаться практически неизменной при возможных колебаниях момента нагрузки.
В силу этого обстоятельства замкнутый привод обеспечивает более качественное управление движением исполнительных органов, хотя его схемы являются более сложными и требуют, зачастую, применения силовых преобразователей энергии. Замкнутый электрический привод может быть построен по принципам отклонения с использованием обратных связей или компенсации внешнего возмущения. Принцип компенсации мы можем рассмотреть на примере компенсации наиболее явно выраженного внешнего возмущения электропривода — момента нагрузки М с при регулировании его скорости рис.
В результате этого управление ЭП осуществляется суммарным сигналом ошибки, который автоматически изменяется в нужную сторону при колебаниях момента нагрузки, обеспечивая с помощью системы управления поддержание скорости ЭП на заданном уровне. Несмотря на свою высокую эффективность, электрические приводы по данной схеме выполняются крайне редко из-за отсутствия простых и надёжных датчиков момента нагрузки М с возмущающего воздействия. В связи с данным фактом подавляющее количество замкнутых структур электроприводов используют принцип обратной связи отклонения.
Он характеризуется тем что имеет цепь обратной связи, соединяющую выход электрического привода с его входом, отсюда и пошло название замкнутых схем. Эта технология сделала доступными преимущества прямого привода как для простых механизмов, так и для классических, высокопроизводительных приложений сервоприводов", - заключает Инглэнд.
Сегодня двигатели по технологии CDDR находят применение в упаковочном оборудовании, механизмах подачи прессов, в механизмах и оборудовании, используемых в перерабатывающей промышленности, в типографском и медицинском оборудовании. Плотность крутящего момента, мощные магниты. В компании Siemens рассматривают конструкцию с высокой плотностью крутящего момента как неотъемлемую часть выпускаемых компанией высокомоментных двигателей. Компания Siemens использует магниты из сплава неодима, железа и бора Nd-Fe-B которые считаются самыми мощными и доступными среди магнитов, изготовленных из редкоземельных металлов в своих вмонтированных в корпус и бескорпусных встраиваемых высокомоментных двигателях.
Другим показателем высокой плотности крутящего момента является количество магнитных полюсов, предусмотренных конструктивным исполнением. Увеличение числа полюсов трансформируется в высокий крутящий момент на выходе, однако такая закономерность более действенна при малом числе полюсов. Например, существенное повышение крутящего момент может быть достигнуто при увеличении количества полюсов от четырех до восьми при сохранении постоянного объема двигателя, однако, по словам Бэрана, прирост крутящего момента будет гораздо меньше при изменении количества полюсов, скажем, от 32 до Тем не менее, на рынке предлагаются бескорпусные высокомоментные двигатели с количеством полюсов, значительно превышающим Компания Baumuller Nurnberg GmbH также уделяет большое внимание установлению оптимального соотношения между диаметром и длиной в конструкции своих многополюсных, синхронных, высокомоментных двигателей с постоянным магнитом серии DST.
Особенности управления. По мнению компании Bosch Rexroth управление высокомоментными двигателями DDR осуществляется практически аналогично управлению другими бесколлекторными двигателями, однако требует определенных, специальных мер.
Интеллектуальные сервоприводы обеспечивают высокую скорость работы всех внутренних контуров как правило, через каждые 0,25 мс. Как отмечалось выше, для точной механической обработки особо важное значение имеет снижение пульсации крутящего момента.
Для получения высокой степени жёсткости необходима более широкая полоса пропускания усилителя привода. Выбор стредств обратной связи также имеет принципиальное значение. Рекомендуется обратная связь с синусоидальным сигналом, поскольку интеллектуальные приводы извлекают из этого сигнала информацию об изменении скорости.
Для работы бесколлекторных двигателей, оснащенных постоянными магнитами, требуется электронная коммутация или переключение полюсов. Для высокомоментных двигателей с DDR электронная коммутация не является простой процедурой, поскольку системы обратной связи полого вала являются чаще всего инкрементными, а не абсолютными, что требует от усилителя привода выполнения автоматической коррекции коммутации после каждого включения устройства управления.
Интеллектуальные приводы, например, привод IndraDrive компании Bosch Rexroth, предусматривают различные функции коммутации. Предпочтение отдается методу насыщения, поскольку его можно применять без механических перемещений в двигателе, объясняет он.
Тем не менее, исключение механических элементов из трансмиссии обеспечило избавление от люфта ["мертвого" хода] и от проблемы отсутствия механической жёсткости". Результатом этого явилось впечатляющее повышение механической жесткости трансмиссии. Как сообщается, ввиду отсутствия редукторов и других механических элементов трансмиссии, двигатели DST с прямым приводом производства компании Baumuller имеют нулевой люфт, что обеспечивает высокую эффективность управления.
Эта характерная особенность позволяет делать выводы о качестве соответствующего технологического процесса путем контроля крутящего момента и скорости двигателя, объясняет Мёллер. Изменения в эксплуатационных параметрах, например, изменения вязкости смазки, сопоставляются в контроллере с помощью компьютерных программ, в результате чего повышается эффективность управления системой и качество продукции.
Компания ETEL высказывает мнение о крайней необходимости хорошо демпфированного замкнутого сервоконтура для управления крутящим моментом двигателя, равно как и необходимости привода, способного справляться с энергией рекуперации во время быстрых торможений.
Только благодаря конструкции прямого привода стало возможным "видеть" полный резонанс нагрузки и непосредственно отраженную инерцию. В случае аварийного останова электродвигатель быстро превращается в генератор, вырабатывающий большое количество рекуперированной энергии, которая должна при соответствующем управлении рассеяться в приводе или поступить снова к источнику энергии, объясняет Дерабас. Важность охлаждения.
Большой крутящий момент вызывает выделение тепла в обмотках электродвигателя, которое должно отводиться во избежание его повреждения. Поскольку двигатель встраивается в конструкцию станка, изготовители оборудования должны принимать во внимание различия в температурном расширении разнородных материалов с тем, чтобы предотвратить повреждение статора при его установке на станке.
В компании Bosch Rexroth приводят пример одной из конструкций оборудования, которая допускала лишь частичную установку статора в посадочное отверстие станка. При отсутствии охлаждающей жидкости температурное расширение, возникшее на стороне статора за пределами станка, со временем вызвало растрескивание обмоток.
Бескорпусные, высокомоментные двигатели IndraDyn T производства компании Bosch Rexroth состоят из кольцеобразного статора с трехфазными обмотками и ротора с постоянными магнитами.
