Закрити

  Авторизація

Логін
Пароль
Запам'ятати на 2 тижні?

Забули пароль?
Якщо ви незареєстровані, пройдіть реєстрацію
Останні новини
Останні новини
«Eaton»: прибутки торішні і на перспективу
24.02.2017р.

Компанія «Eaton», світовий експерт в галузі керування...

ТЕС на біомасі
24.02.2017р.

У селі Знаменівка Новомосковського району...

Річний прогнозований баланс електричної енергії ОЕС: змін не передбачено
24.02.2017р.

Учора міністр Ігор Насалик провів чергову зустріч у...

За рік на Львівщині. встановили 41 побутову сонячну станцію
20.02.2017р.

У 2016 році на Львівщині 41 домогосподарство встановило...

Збільшено частку «атома» в енергетиці до 60%
16.02.2017р.

Україна різко збільшила частку атомної енергетики у...

Опитування
Опитування

Вам подобається оновлений портал?

6247
16.05.2007р. |
Основні тенденції розвитку автоматизованого електропривода

Сучасний електропривод являє собою конструктивну єдність електромеханічного перетворювача енергії (двигуна), силового перетворювача й пристрою керування. Він забезпечує перетворення електричної енергії в механічну відповідно до алгоритму роботи технологічної установки. Сфера застосування електричного привода в промисловості, на транспорті й у побуті постійно розширюється.
"Електротема" № 24 (56) 2004 року

Нині вже понад 60% всієї вироблюваної у світі електричної енергії споживається електричними двигунами. Отже, ефективність енергозбережувальних технологій значною мірою визначається ефективністю електропривода. Розробка високопродуктивних, компактних і економічних систем привода є пріоритетним напрямком розвитку сучасної техніки.

Останні десятиліття позначилися значними успіхами силової електроніки - було освоєно промислове виробництво біполярних транзисторів з ізольованим затвором (IGBT), силових модулів на їхній основі (стійки й цілі інвертори), а також силових інтелектуальних модулів (IPM) з убудованими засобами захисту ключів і інтерфейсами для безпосереднього підключення до мікропроцесорних систем керування. Збільшення ступеня інтеграції в мікропроцесорній техніці й перехід від мікропроцесорів до мікроконтролерів з убудованим набором спеціалізованих периферійних пристроїв зробили необоротною тенденцію масової заміни аналогових систем керування приводами на системи прямого цифрового керування.

Аналіз продукції провідних світових виробників систем привода дозволяє відзначити такіі яскраво виражені тенденції розвитку електропривода:

Неухильно знижується частка приводів із двигунами постійного струму й збільшується частка із двигунами змінного струму. Це пов`язано з низькою надійністю механічного колектора й вищою вартістю колекторних двигунів постійного струму порівняно із двигунами змінного струму. За прогнозами фахівців, до кінця століття частка приводів постійного струму скоротиться до 10% від загального числа приводів.

Переважне застосування нині мають приводи з короткозамкненими асинхронними двигунами. Більшість таких приводів (близько 80%) — нерегульовані. У зв`язку з різким здешевленням статичних перетворювачів частоти частка частотнорегульованих асинхронних електроприводів швидко збільшується.

Природною альтернативою колекторним приводам постійного струму є приводи з вентильними, тобто електронно-комутованими двигунами. Як виконавчі безколекторні двигуни постійного струму (БДПС) переважне застосування одержали синхронні двигуни зі збудженням від постійних магнітів або з електромагнітним збудженням (для більших потужностей). Цей тип привода найбільш перспективний для верстатобудування й робототехніки, однак є найбільш дорогим. Деякого зниження вартості можна домогтися при використанні синхронного реактивного двигуна як виконавчого.

Приводом майбутнього, за прогнозами більшості фахівців стане привод на основі вентильно-індукторного двигуна (ВІД). Двигуни цього типу прості у виготовленні, технологічні й дешеві. Вони мають пасивний феромагнітний ротор без обмоток або магнітів. Разом з тим, високі споживчі властивості привода можуть бути забезпечені тільки при застосуванні потужної мікропроцесорної системи керування в поєднанні із сучасною силовою електронікою. Зусилля багатьох розробників у світі сконцентровані в цьому напрямку. Для типових застосувань є перспективними індукторні двигуни із самозбудженням, а для тягових приводів — індукторні двигуни з незалежним збудженням з боку статора. В останньому випадку з`являється можливість двозонного регулювання швидкості за аналогією зі звичайними приводами постійного струму. Фахівці вважають, що вентильні двигуни зі збудженням від високоенергетичних постійних магнітів є найбільш перспективними з-посеред усіх типів електродвигунів, які застосовуються у сучасних регульованих електроприводах малої й середньої потужності. Це пояснюється цілим рядом конструктивних і техніко-експлуатаційних переваг двигуна порівняно з існуючими типами електричних машин:

- безконтактність і відсутність вузлів, що вимагають обслуговування. Відсутність у вентильних електродвигунів ковзних електричних контактів істотно підвищує їхній ресурс і надійність порівняно з електричними двигунами постійного струму або асинхронними двигунами з явно вираженою обмоткою ротора;

- більша перевантажувальна здатність за моментом (короткочасно кратність максимального моменту дорівнює 5 і більше);

- висока швидкодія;

- найвищі енергетичні показники (ККД і соs). ККД вентильних двигунів перевищують 90% і дуже мало міняються при зміні навантаження двигуна й при коливаннях напруги мережі живлення, тимчасом як у асинхронних електродвигунів максимальний ККД становить не більше 86% і залежить від зміни навантаження;

- мінімальне значення струмів неробочого ходу й робочих струмів, що дозволяє досить точно вимірювати навантаження на привод і оптимізувати режим роботи;

- мають практично необмежений діапазон регулювання частоти обертання (1:10000 і більше) і можливість регулювання частоти обертання за різними законами;

- у вентильних двигунів більш проста схема перетворювача порівняно з асинхронним частотнорегульованим електроприводом;

- низький перегрів вентильного електродвигуна збільшує термін служби електропривода, оскільки збільшується ресурс ізоляційних матеріалів, що працюють при більш низьких температурах. Цей же фактор дозволяє електроприводу працювати в нестандартних режимах з можливими перевантаженнями;

- мінімальні масогабаритні показники за інших рівних умов;

- значний термін служби (наробіток на відмову становить 10000 год. і більше), надійність. Ресурс електродвигуна й усього агрегату збільшується також за рахунок можливості оптимізації режимів роботи за швидкістю й навантаженням.

Однак у вентильних двигунів є й недоліки. Донедавна одним з основних недоліків, що перешкоджають широкому поширенню вентильних електроприводів в устаткуванні, де електродвигун і станція керування ним перебувають на значній відстані (наприклад, у нафтовидобутку), або в устаткуванні, що піддається значним механічним впливам вібраційного й ударного характеру була необхідність введення додаткових слабкострумових каналів керування підключенням тих фаз електродвигуна, які створюють максимальний момент із полюсами ротора, тобто необхідність спеціального датчика положення ротора.Але ця проблема останнім часом розв`язується.

Для більшості масових застосувань приводів (насоси, вентилятори, конвеєри, компресори тощо) потрібны невеликий діапазон регулювання швидкості (до 1:10, 1:20) і відносно низька швидкодія. При цьому доцільно використати класичні структури скалярного керування. Перехід до широкодіапазонних (до 1:10000), швидкодіючих приводів верстатів, роботів і транспортних засобів вимагає застосування більш складних структур векторного керування. Частка таких приводів становить зараз близько 5% від загальноїкількості й постійно зростає.

Останнім часом на базі систем векторного керування розроблено ряд приводів із прямим цифровим керуванням моментом. Відмінною рисою цих рішень є гранично висока швидкодія контурів струму, реалізованих, зазвичай, на базі цифрових релейних регуляторів або регуляторів, що працюють на принципах нечіткої логіки (фазі-логіки). Системи прямого цифрового керування моментом орієнтовані насамперед на транспорт, на використання в кранах, ліфтах, робототехніці.

Ускладнення структур керування приводами потребує різкого збільшення продуктивності центрального процесора й переходу до спеціалізованих процесорів з об’єктно-орієнтованою системою команд, адаптованою до рішення завдань цифрового регулювання в реальному часі.

Зростання обчислювальних можливостей убудованих систем керування приводами супроводжується розширенням їхніх функцій. Крім прямого цифрового керування силовим перетворювачем реалізуються додаткові функції підтримки інтерфейсу з користувачем (через пульт оперативного керування), а також керування технологічним процесом.

До складу системи керування входять: універсальний регулятор технологічної змінної, а також генератор керуючих впливів на базі годинника реального часу. Таке рішення дозволяє підтримувати тиск у трубопроводі на заданому рівні, відповідно до добової циклограми, винятково засобами електропривода, без використання промконтролерів.

Перспективні системи керування електроприводами розробляються з орієнтацією на комплексну автоматизацію технологічних процесів і погоджену роботу декількох приводів у складі промислової системи.

Прагнення гранично здешевити привод, особливо для масового застосування у побутовій техніці (пилососи, пральні машини, холодильники, кондиціонери тощо), призвело до відмови від датчиків механічних змінних і переходу до систем бездатчикового керування, де для оцінки механічних координат привода (положення, швидкості, прискорення) використовуються спеціальні цифрові спостерігачі. Це можливо тільки при високій продуктивності центрального процесора, коли система диференціальних рівнянь, що описують поведінку привода, може бути вирішена в реальному часі.

Сучасні можливості мікропроцесорної техніки призвели до того, що при масовому виробництві, з обсягом випуску не менш 10000 штук на рік, є можливим і економічно доцільним створення потужних, однокристальних систем керування приводами на базі DSP-мікроконтролерів. Їхня вартість при обмежених інтерфейсних функціях не перевищуватиме 10 - 20 $. Основні витрати при розробці систем керування приводами припадають не на створення апаратної частини контролера, а на розробку алгоритмічного й програмного забезпечення. Тому роль фахівців в галузі теорії електропривода істотно зростає.

Василь ЯРЕМА

Теги та ключові фрази
основні етапи і напрями розвитку електроприводів, автоматизированний електропривод, функції автоматизованого електроприводу, тенденції розвитку реле, напрямки розвитку електроприводів, основні тенденції розвитку сучасного електроприводу, основні тенденції розвитку сучасного елекропривода, тенденції в розвитку електроприводів в машинах, Сучасний стан електроприводу, Сучасний стан та напрямки розвитку електроприводиг


Поділіться цією інформацією в соцмережах, дякуємо за популяризацію порталу:
Також Ви можете:

Додати до закладок Підписатись Версія для друку




Інші статті
17.11.2010р.

Електричні щити 2

Електричний щит - це початок всієї електричної частини будівлі, і не важливо, що це - величезний завод у мегаполісі або скромний будиночок у селі. Скрізь є електричні щити

18.08.2010р.

Пристрій для плавного пуску електродвигуна

Одним із самих головних недоліків асинхронних електродвигунів з короткозамкненим ротором є наявність у них великих пускових струмів. І якщо теоретично методи їх зниження були добре розроблені вже досить давно, то ось практично всі ці розробки застосовувалися дуже в рідкісних випадках

Більше статей за тегами
При використанні матеріалів посилання на www.proelectro.info (для інтернет ресурсів з гіперссилкою) обов'язкове.