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.
