Электропривод в нашей жизни
Электроприводы переменного тока представляют собой очень важный элемент процессов автоматизации и промышленной экосистемы, в частности тогда, когда необходимо высокоточное управление скоростью электромотора. Помимо этого, все современные электропоезда или локомотивные системы оснащены электроприводами. Робототехника представляет собой также очень важную сферу применения, в которой регулируемые скорости обеспечивают точный контроль положения.
Даже в нашей повседневной жизни можно обнаружить довольно большое количество областей применения, где применяются электроприводы с изменяемой скоростью для реализации различных функций, включая управление электробритвами, управление компьютерными периферийными устройсвами, автоматическое управление стиральной машины и т. д.
Краткая история появления электропривода
Первая разработка электропривода появилась в далеком 1838 году в России, когда физик и изобретатель Борис Семенович Якоби собрал и протестировал первый электродвигатель постоянного тока, а затем оснастил им лодку и успешно испытал его в деле. Промышленная адаптация электропривода произошла спустя много лет примерно в 1870 году. Сегодня почти везде наблюдается применение электроприводов.
Что такое электропривод, и зачем он нужен?
Электропривод в первую очередь необходим для управления скоростью, крутящим моментом и направлением движущихся объектов. Электроприводы в основном применяются для управления скоростью или движением различных объектов, таких как станки, транспорт, роботы, вентиляторы и т. д. Если рассматривать приводы с точки зрения классификации по скорости, то электроприводы могут быть постоянного или переменного типа. Приводы с постоянной скоростью являются простейшими электроприводами, и они неэффективны, когда необходимо изменение скорости; в таких случаях приводы с переменной скоростью используются для управления нагрузками при любом значении из широкого диапазона скоростей.
Приводы с регулируемой скоростью необходимы для точного и непрерывного контроля скорости, положения или крутящего момента различных нагрузок. Помимо этих, безусловно, положительных преимуществ существует еще множество причин использовать устройства с регулируемой скоростью. К таким причинам можно отнести следующее:
- С целью достижения высокого коэффициента полезного действии (КПД): электроприводы позволяют задействовать широкий диапазон мощности от мВт до МВт для различных значений скорости. Вследствие этого общая стоимость эксплуатации системы может быть уменьшена
- С целью повышения точности остановки или скорости реверсирования работы двигателя
- С целью управления пусковым током
- С целью обеспечения защиты
- С целью организации расширенного упраления с изменением параметров, таких как температура, давление и т. д.
Прогресс в области мощных электронных устройств, микропроцессоров и цифровой электроники привел к созданию современных электроприводов, которые являются более компактными, эффективными, дешевыми и имеют более высокий КПД, чем громоздкая, негибкая и дорогая традиционная электроприводная система, в которой используется многомашинная структура для организации переменной скорости. Простейшая структурная схема электропривода приведена ниже.
На этой блок-схеме электропривода изображены электрический двигатель, силовой электронный преобразователь, контроллер (это может быть ПИД-регулятор), датчики и фактическая нагрузка. Электродвигатель является основным компонентом электропривода, который преобразует электрическую энергию в механическую энергию, которая в свою очередь управляет нагрузкой. Двигателем может быть электромотор постоянного тока или электромотор переменного тока, и во многом это зависит от типа нагрузки. О чем мы поговорим в следующих статьях.
© digitrode.ru