Kaasaegse elektriajami arendamise tunnused

Kaasaegse elektriajami täiustamise ülesanded

Seoses NSV Liidu lagunemisega ja ühiskonna ümberkorraldamisega toimusid Venemaal elektritööstuse töökorralduses olulised muutused. Elektrotehnikatööstuse intensiivse arengu perioodil ehitati peamiselt liiduvabariikidesse uusi tehaseid elektriajamite komponentide tootmiseks. Seetõttu sattusid paljud elektrotehnikaettevõtted pärast NSV Liidu kokkuvarisemist väljapoole Venemaad, mistõttu tekkis vajadus elektrotehnikatööstuse struktuuri ümberkorraldamiseks, mille tulemusena paljud tehased muutsid ja laiendasid tootevalikut.

Venemaa ettevõtete tööstustoodete mahu vähenemine 20. sajandi lõpus tõi kaasa elektritarbimise vähenemise riigis. Ajavahemikul 1986–2001 vähenes elektritarbimine Venemaal 18% (1082,2 miljardilt kWh-lt 888 miljardile kWh-le) ja SRÜ riikides veelgi enam - 24% (1673,5 miljardilt kWh-lt 1275-le). miljardit kWh).See tõi kaasa uute elektriajamite vajaduse vähenemise, mis mõjutas nende arendamise tempot.

Kuid 20. sajandi lõpus Venemaal automatiseeritud liikumine elektri jõul jääb suureks elektrienergia tarbijaks ning areneb jätkuvalt elektrotehnika haruna ja ühe elektrotehnika põhisuunana. Tänu elektritööstuse saavutustele elektrimasinate, trafode, elektriseadmete, energia muundamisseadmete loomisel suudab kaasaegne elektriajam täita kõrgeid nõudeid teenindatavate mehhanismide ja tehnoloogiliste liinide automatiseerimisele.

Tööstuse elektrifitseerimise hetkeseisu ja integreeritud automaatikasüsteemide väljatöötamise analüüs näitab, et nende aluseks on muutuv elektriajam, mida kasutatakse üha enam kõigis ühiskonna elu- ja tegevusvaldkondades — alates tööstuslikust tootmisest kuni igapäevaelu sfäärini.

Tänu elektriajamite tehniliste omaduste pidevale täiustamisele on need kaasaegse tehnika arengu aluseks kõigis kasutusvaldkondades. Samas täheldatakse kaasaegse automatiseeritud elektriajami väljatöötamisel mitmeid iseärasusi, mis tulenevad selle elemendibaasi seisukorrast ja tootmisvajadustest.

Elektriajami esimene omadus selle arengu selles etapis on muutuva elektriajami rakendusala laienemine, mis on peamiselt tingitud muutuva sagedusega vahelduvvooluajamite kvantitatiivsest ja kvalitatiivsest kasvust.

Viimastel aastatel tehtud täiustused türistori ja transistoride sagedusmuundurites on viinud asünkroonseid elektrimootoreid kasutavate, lihtsama konstruktsiooniga ja väiksema metallikuluga reguleeritavate elektriajamite intensiivse väljatöötamiseni, mis on viinud juhitavate alalisvoolu elektriajamite nihkeni, millel on praegu valdav rakendus Venemaal.

Kaasaegse elektriajami arengu teiseks tunnuseks on suurenenud nõuded elektriajami dünaamiliste ja staatiliste näitajate osas, tehnoloogiliste paigaldiste ja protsesside juhtimisega seotud funktsioonide laienemine ja komplitseerimine... Elektriajami areng kulgeb loomise rada. digitaalsed juhtimissüsteemid ja kaasaegsete kasutuse laiendamine mikroprotsessori tehnoloogia.

See toob kaasa elektriajamisüsteemide keerukuse, mistõttu on võimalik õigesti määrata ülesandeid, mida saab kaasaegsete mikroprotsessorkontrollerite abil tõhusalt lahendada.

Kolmas elektriajami väljatöötamise tunnus on soov ühtlustada selle elementbaasi, luua terviklikke elektriajameid kasutades kaasaegset mikroelektroonikat ja plokkmooduli põhimõtet... Selle aluse teostus on tervikliku elektrilise edasiarendamise ja täiustamise protsess. vahelduvvoolumootorite sagedusjuhtimissüsteeme kasutavad ajamid.

Neljandaks moodsa elektriajami väljatöötamise tunnuseks on selle laialdane kasutamine energiasäästlike tehnoloogiate rakendamisel tootmisprotsesside juhtimisel... Tööstuse areng määrab automaatse elektriajami tähtsuse kasvu energeetilise baasina. tootmisprotsesside automatiseerimine.

Elektriajam on peamine elektrienergia tarbija. Meie riigis toodetud elektri kogumahust üle 60% muudetakse elektriajami abil mehaaniliseks liikumiseks, tagades masinate ja mehhanismide töö kõigis tööstusharudes ja igapäevaelus. Sellega seoses on väikese ja keskmise võimsusega mass-elektriajamite energianäitajad tehniliste ja majanduslike probleemide lahendamisel väga olulised.

Elektri ratsionaalse ja säästliku tarbimise probleem nõuab tänapäeval erilist tähelepanu. Sellest tulenevalt nõuab elektriajami arendamine kiireloomulist lahendust elektriajami ratsionaalse projekteerimise ja kasutamise probleemile energiatarbimise seisukohast. See probleem nõuab elektriajamite efektiivsuse parandamisele suunatud meetmete uurimist ja väljatöötamist ning tehnoloogiliste masinate juhtimise korraldamist, mis vähendab nende elektritarbimist.

Kaasaegse elektriajami väljatöötamise viies tunnus on soov mootori ja mehhanismi orgaaniliseks sulandumiseks... Selle nõude määrab üldine suundumus tehnoloogiate arendamises, mille eesmärk on masinate ja mehhanismide kinemaatilisi ahelaid lihtsustada. , mis sai võimalikuks tänu mehhanismi struktuurselt sisseehitatud reguleeritava elektriajami süsteemide täiustamisele.

Selle trendi üheks ilminguks on soov laialdaselt kasutada hammasratasteta elektriajamit... Praeguseks on loodud võimsad käiguvahetuseta elektriajamid valtsveskitele, kaevanduste tõstemasinatele, ekskavaatorite põhimehhanismidele ja kiirliftidele. Nendes seadmetes kasutatakse väikese kiirusega mootoreid nimipöörlemiskiirusega 8 kuni 120 pööret minutis Vaatamata selliste mootorite suurenenud suurusele ja kaalule on otseajamiga elektriajamite kasutamine hammasratastega võrreldes õigustatud nende suurema töökindluse ja kiirusega.

Elektriajami hetkeseis, pikaajalised ülesanded ja arengusuunad määravad vajaduse selle elemendibaasi täiustamiseks.

Elektriajami elemendibaasi arendamise väljavaated

Arvestades kaasaegse elektriajami arengut, tuleb arvestada, et elektriseadmete täiustamise objektiivseks suundumuseks on selle keerukus, mis on tingitud suurenenud nõudlusest tehnoloogiliste protsesside järele ja elektritoodete tarbijaomaduste laienemisest.

Nendel tingimustel on elektriajami ja selle juhtimisvahendite väljatöötamise põhiülesanne töömasinate, mehhanismide ja tehnoloogiliste liinide automatiseerimise nõuete võimalikult täielik rahuldamine, samas saab neid võimalusi kõige efektiivsemalt rakendada kaasaegsete mikroprotsessorite abi.muutuva kiirusega juhitavad ajamid.

Praegu on peamiseks ülesandeks muutuva pingega vahelduvvooluajamite kasutusalade laiendamine. Selle probleemi edukas lahendamine võimaldab suurendada tööjõu elektrivarustust, mehhaniseerida ja automatiseerida paljusid tehnoloogilisi seadmeid ja protsesse, mis suurendab oluliselt tööviljakust.

Selleks on vaja lahendada mitmeid teaduslikke, tehnilisi ja tootmisprobleeme elektrotehnika valdkonnas, kuna elektriajamisüsteemide arendamine eeldab mehaaniliste jõuülekannete, elektrimootorite, pooljuhtide energiamuundurite ja mikrokontrollerite elementide täiustamist.

Mehaaniliste liikumisandurite täiustamine

Kaasaegsete elektriajamite ja nendel põhinevate elektromehaaniliste komplekside täiustamise küsimuste terviklik lahendus nõuab erilist tähelepanu mehaaniliste liikumismuundurite projekteerimisele ja rakendamisele. Praegu on levimas trend protsessiseadmete mehaaniliste seadmete lihtsustamisele ja nende elektrikomponentide keerukamaks muutmisele.

Uute tehnoloogiliste seadmete projekteerimisel kipuvad nad kasutama "lühikesi" mehaanilisi jõuülekandeid ja otseajamiga elektriajamit.Läbiviidud uuringud näitavad, et käiguta elektriajamid on oma kaalu ja mõõtmete ning efektiivsusnäitajate poolest võrreldavad käigukastiga elektriajamite kaalu ja mõõtmete ning efektiivsusnäitajatega, kui arvestada mitte ainult elektrimootorit, vaid ka käigukasti.

Märkimisväärne kasu jäikade mehaaniliste jõuülekannete ja käiguvahetuseta elektriajamite kasutamisel on masinate täitevorganite liikumisjuhtimissüsteemide kvaliteedi ja mehhanismide töökindluse kõrgemate näitajate saavutamine. See on tingitud asjaolust, et tagasisidega kaetud pikendatud mehaanilised jõuülekanded piiravad oluliselt elektriajami juhtimissüsteemi ribalaiust elastsete mehaaniliste vibratsioonide tõttu.

Kõige lihtsamatel mehaanilistel jõuülekannetel üldistes tööstuslikes rakendustes on hammaste, võllide ja tugede paindlikkuse tõttu tavaliselt mitu elastse vibratsiooni resonantssagedust. Kui lisada sellele vajadus muuta mehaanika keeruliseks tagasilöökide näidisseadmete kasutamise tõttu, saab ilmselgeks, et käigukastita ajamite kasutamine muutub üha aktuaalsemaks, eriti suure jõudlusega ja kvaliteetsete protsessiseadmete puhul.

Elektriajamite arendamise paljutõotav suund on lineaarsete elektrimootorite kasutamine, mis võimaldavad välja lülitada mitte ainult käigukasti, vaid ka seadmeid, mis muudavad mootorite rootorite pöörlemisliikumise tööjõu translatsiooniliseks liikumiseks. masinate kered.Lineaarmootoriga elektriajam on masina üldise disaini orgaaniline osa, lihtsustades äärmiselt selle kinemaatikat ja luues võimalused masinate optimaalseks kujundamiseks koos töökehade translatsioonilise liikumisega.

Viimasel ajal on intensiivselt arendatud mehhanismi sisseehitatud elektrimootoritega tehnoloogilisi seadmeid. Selliste seadmete näited on:

• elektriline tööriist,

• mootorid robotite ja liigendliigenditesse integreeritud manipulaatorite juhtimiseks,

• tõstevintside elektriajamid, milles mootor on struktuurselt ühendatud rootorina toimiva trumliga.

Viimastel aastatel on kodu- ja välispraktikas täheldatud suundumust elektromehaanilise muunduri (elektrimootori) sügavamale integreerimisele töökorpuse ja mõne juhtseadmega. See on näiteks veojõu elektriajamis mootoriratas, elektrispindel lihvmasinates on süstik kudumisseadmete lineaarse elektriajami translatsiooniliselt liikuv element, kahekoordinaadilise (X, Y) mootoriga koordinaatkonstruktori täitevorgan.

See suundumus on progressiivne, kuna integreeritud elektriajamid on väiksema materjalikuluga, paremate energiaomadustega, kompaktsed ja hõlpsasti kasutatavad. Kuid töökindlate ja ökonoomsete integreeritud elektriajamite loomisele peavad eelnema põhjalikud teoreetilised ja eksperimentaalsed uuringud, samuti kaasaegsel tasemel läbi viidud disaini arendused, mis hõlmavad tingimata parameetrite optimeerimist, töökindluse hinnangute saamist.Lisaks peaksid sellesuunalist tööd tegema erinevate profiilide spetsialistid.

Vaata ka: Muutuva elektriajam kui energiasäästu vahend