Site Loader
Posted on 30.03.2023

Содержание

Электрические приводы. Виды и устройство. Применение и работа

Электропривод – электромеханическая система, служащая для привода в движение функциональных органов машин и агрегатов для выполнения определенного технологического процесса. Электрические приводы состоят из электродвигателя, устройства преобразования, управления и передачи.

С прогрессом промышленного производства электрические приводы заняли в быту и на производстве лидирующую позицию по числу электродвигателей и общей мощности. Рассмотрим структуру, типы, классификацию электроприводов, и предъявляемые к нему требования.

1 — Передний крепеж
2 — Винтовая передача
3 — Концевой датчик
4 — Электродвигатель
5 — Зубчатая передача
6 — Задний крепеж

Функциональные компоненты

  • Р – регулятор служит для управления электроприводом.
  • ЭП – электрический преобразователь служит для преобразования электроэнергии в регулируемую величину напряжения.
  • ЭМП – электромеханический преобразователь электричества в механическую энергию.
  • МП – механический преобразователь способен изменять быстродействие и характер движения двигателя.
  • Упр – управляющее действие.
  • ИО – исполнительный орган.
Функциональные части
  • Электропривод.
  • Механическая часть.
  • Система управления.

Исполнительный механизм является устройством, которое смещает рабочую деталь по поступающему сигналу от управляющего механизма. Рабочими деталями могут быть шиберы, клапаны, задвижки, заслонки. Они изменяют количество поступающего вещества на объект.

Рабочие органы могут двигаться поступательно, вращательно в определенных пределах. С их участием производится воздействие на объект. Чаще всего электропривод с исполнительным механизмом состоят из электропривода, редуктора, датчиков положения и узла обратной связи.

Сегодня электрические приводы модернизируются по их снижению веса, эффективности действия, экономичности, долговечности и надежности.

Свойства привода
  • Статические. Механическая и электромеханическая характеристика.
  • Механические. Это зависимость скорости вращения от момента сопротивления. При анализе динамических режимов механические характеристики полезны и удобны.
  • Электромеханические. Это зависимость скорости вращения от тока.
  • Динамические. Это зависимость координат электропривода в определенный момент времени при переходном режиме.
Классификация

Электрические приводы обычно классифицируются по различным параметрам и свойствам, присущим им. Рассмотрим основные из них.

По виду движения:
  • Вращательные.
  • Поступательные.
  • Реверсивные.
  • Возвратно-поступательные.
По принципу регулирования:
  • Нерегулируемый.
  • Регулируемый.
  • Следящий.
  • Программно управляемый.
  • Адаптивный. Автоматически создает оптимальный режим при изменении условий.
  • Позиционный.
По виду передаточного устройства:
  • Редукторный.
  • Безредукторный.
  • Электрогидравлический.
  • Магнитогидродинамический.
По виду преобразовательного устройства:
  • Вентильный. Преобразователем является транзистор или тиристор.
  • Выпрямитель-двигатель. Преобразователем является выпрямитель напряжения.
  • Частотный преобразователь-двигатель. Преобразователем является регулируемый частотник.
  • Генератор-двигатель.
  • Магнитный усилитель-двигатель.
По методу передачи энергии:
  • Групповой. От одного мотора через трансмиссию приводятся в движение другие исполнительные органы рабочих машин. В таком приводе очень сложное устройство кинематической цепи. Электрические приводы такого вида являются неэкономичными из-за их сложной эксплуатации и автоматизации. Поэтому такой привод сегодня не нашел широкого применения.
  • Индивидуальный. Он характерен наличием у каждого исполнительного органа отдельного электродвигателя. Такой привод является одним из основных на сегодняшний день, так как кинематическая передача имеет простое устройство, улучшены условия техобслуживания и автоматизации. Индивидуальный привод нашел популярность в современных механизмах: сложных станках, роботах-манипуляторах, подъемных машинах.
  • Взаимосвязанный. Такой привод имеет несколько связанных электроприводов. При их функционировании поддерживается соотношение скоростей и нагрузок, а также положение органов машин. Взаимосвязанные электрические приводы необходимы по соображениям технологии и устройству. Для примера можно назвать привод ленточного конвейера, механизма поворота экскаватора, или шестерни винтового пресса большой мощности. Для постоянного соотношения скоростей без механической связи применяется схема электрической связи нескольких двигателей. Такая схема получила название схемы электрического вала. Такой привод используется в сложных станках, устройствах разводных мостов.
По уровню автоматизации:
  • Автоматизированные.
  • Неавтоматизированные.
  • Автоматические.
По роду тока:
  • Постоянного тока.
  • Переменного тока.
По важности операций:
  • Главный привод.
  • Вспомогательный привод.
Подбор электродвигателя

Чтобы приводы производили качественную работу, необходимо правильно выбрать электрический двигатель. Это создаст условия долгой и надежной работы, а также повысит эффективность производства.

При подборе электродвигателя для привода агрегатов целесообразно следовать некоторым советам по:
  • Требованиям технологического процесса выбирают двигатель с соответствующими характеристиками, конструктивного исполнения, а также метода фиксации и монтажа.
  • Соображениям экономии подбирают надежный, экономичный и простой двигатель, который не нуждается в больших расходах на эксплуатацию, имеет малый вес, низкую цену и небольшие размеры.
  • Условиям внешней среды и безопасности подбирают соответствующее исполнение мотора.

Правильный подбор электродвигателя обуславливает технико-экономические свойства всего привода, его надежность и длительный срок работы.

Преимущества
  • Возможность более точного подбора мощности двигателя для электропривода.
  • Электрический мотор менее пожароопасен в отличие от других типов двигателей.
  • Приводы дают возможность быстрого пуска и остановки механизма, его плавного торможения.
  • Нет необходимости в специальных регуляторах питания для электродвигателя. Все процессы происходят в автоматическом режиме.
  • Приводы дают возможность подбора мотора, свойства которого лучше других моделей сочетаются с характеристиками агрегата.
  • С помощью электрического привода можно плавно регулировать обороты механизма в определенных пределах.
  • Электродвигатель может преодолеть большие и долговременные перегрузки.
  • Электропривод дает возможность получения максимальной скорости и производительности рабочего механизма.
  • Электродвигатель дает возможность экономить электричество, а при определенных условиях даже генерировать ее в сеть.
  • Полная и простая автоматизация установок и механизмов возможна только с помощью электроприводов.
  • КПД электромоторов имеет наибольший показатель по сравнения с другими моделями двигателей.
  • Моторы производят с повышенной уравновешенностью. Это дает возможность встраивания их в механизмы машин, делать менее массивным фундамент.

Инновационные электрические приводы все автоматизированы. Системы управления приводом дают возможность рационального построения технологических процессов, увеличить производительность и эффективность труда, оптимизировать качество продукции и уменьшить ее цену.

Технические требования

К любым техническим механизмам и агрегатам предъявляются определенные требования технического плана. Не стали исключением и электроприводы. Рассмотрим основные предъявляемые к ним требования.

Надежность

В соответствии с этим требованием привод должен исполнять определенные функции и заданных условиях в течение некоторого интервала времени, с расчетной вероятностью работы без возникновения неисправностей.

При невыполнении этих требований остальные свойства оказываются бесполезными. Надежность может значительно отличаться в зависимости от характера работы. В некоторых механизмах не требуется долгого времени работы, однако отказ механизма не должен иметь место. Такой пример можно найти в военной промышленности. И другой пример, где наоборот, время службы должно быть большим, а отказ устройства вполне возможен, и не приведет к серьезным последствиям.

Точность

Это требование связано с отличием показателей от заданных. Они не могут превышать допустимые величины. Электроприводы должны обеспечивать перемещение рабочего элемента на определенный угол или за некоторое время, а также поддерживать на определенном уровне скорость, ускорение или момент вращения.

Быстродействие

Это качество привода обеспечивает быструю реакцию на разные воздействия управления. Быстродействие связано с точностью.

Качество

Такая характеристика обеспечивает качество процессов перехода, исполнение определенных закономерностей их выполнения. Качественные требования создаются вследствие особенностей работы машин с электроприводами.

Энергетическая эффективность

Любые производственные процессы преобразования и передачи имеют потери энергии. Наиболее важным это качество стало в применении электроприводов механизмов, приводах значительной мощности, долгим режимом эксплуатации. Эффективность использования энергии определяется КПД.

Совместимость

Электрические приводы должны совмещаться с работой аппаратуры, в которой они применяются, с их системой снабжения электроэнергией, информационными данными, а также с рабочими элементами. Наиболее остро стоит требование совместимости электроприводов для медицинской и бытовой техники, в радиотехнике.

Похожие темы:
  • Сервоприводы. Виды и устройство. Характеристики и применение
  • Шаговые электродвигатели. Виды и работа. Особенности
  • Исполнительные устройства. Виды и работа. Применение и особенности
  • Актуаторы. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности
  • Электростартер. Виды и устройство. Работа и неисправности

Поставка электроприводов — большой выбор электродвигателей от компании «Электропривод»

Каталог

  • Шаговые ­двигатели

  • Прецизионные редукторы

  • Блоки управления шаговыми двигателями

  • HMI панели

  • Коллекторные двигатели и мотор‑редукторы

  • Актуаторы

  • Блоки управления коллекторными двигателями

  • Линейные
    модули

  • Бесколлекторные двигатели и мотор‑редукторы

  • Асинхронные мотор‑редукторы

  • Блоки управления бесколлекторными двигателями

  • Соединительные
    муфты

Промо

О нас

Сегодня компания «Электропривод» осуществляет свою деятельность по двум крупным направлениям: производство систем управления электроприводами и поставка продукции известных сторонних производителей электромеханических изделий.

Десять процентов оборота компании ежегодно вкладывается в НИОКР. Постоянные инновации и стремление к развитию позволяют «Электроприводу» предлагать своим клиентам изделия, выдерживающие жесткую конкуренцию на мировом рынке.

Многолетний опыт и собственное производство

Для российских предприятий в ассортименте компании представлен широкий перечень электромеханических изделий собственного и стороннего производства:

  • 600 позиций механики
  • 400 наименований высококачественных шаговых двигателей
  • 150 наименований серводвигателей и устройств управления ими
  • 1000 позиций мотор-редукторов постоянного тока
  • 400 наименований асинхронных мотор-редукторов
  • 900 экземпляров линейных актуаторов, принадлежащих к семидесяти наименованиям
  • 750 позиций электроприводов
  • 80 блоков управления шаговыми, вентильными и коллекторными двигателями собственного производства

Постоянный складской запас

Для поддержания неснижаемых остатков склад компании постоянно пополняется новыми изделиями.

Это позволяет клиентам приобретать интересующую их продукцию в кратчайшие сроки.

Квалифицированные специалисты

Наши сертифицированные специалисты готовы предложить Вам лучшие решения для вашего бизнеса.

Наш опыт, наша команда и наш подход позволят любому покупателю с максимальной выгодой и простотой внедрить приобретаемую продукцию в свое производство.

Проекты наших клиентов

Реализованные проекты наших клиентов

Множество примеров того,
как используется наша продукция

Подробнее

Новости

  • Приглашаем посетить наш стенд на выставке «Автоматизация» , которая будет проходить в период 21-23 сентября 2022 г. в Санкт-Петербурге в КВЦ «Экспофорум» по адресу: Петербургское шоссе 64/1, павильон F. Стенд компании «Электропривод» будет размещен справа от центрального входа в секторе С5.

  • Поступили в продажу новые прецизионные редукторы планетарного и планетарно-конического типа. Доступные для заказа фланцы: 42*42 мм, 60*60 мм, 90*90 мм, 120*120 мм, 142*142 мм.

  • Четырехквадрантное управление скоростью теперь используется в блоках управления бесколлекторными двигателями BLSD‑20Modbus. Направление воздействия нагрузки не влияет на стабилизацию скорости двигателя.

  • Добавлены новые функции (в том числе математические операции) в программируемые блоки управления коллекторными и бесколлекторными двигателями постоянного тока BLSD‑20Modbus, BMSD‑20Modbus, BMSD‑40Modbus.

  • Готова новая версия контроллеров двигателей постоянного тока BMD‑20DIN ver.2., в которую мы добавили дополнительные способы управления скоростью двигателя.

  • Новая версия контроллеров шаговых двигателей SMSD‑1.5Modbus ver.2 готова к продаже. Мы добавили функцию отладки пользовательских программ и обновили программное обеспечение.

  • Контроллеры бесколлекторных двигателей BLSD-20Modbus были обновлены для четырехквадрантного управления скоростью. Теперь направление воздействия нагрузки не влияет на стабилизацию скорости двигателя.

  • Обновлен функционал, прошивка и программное обеспечение контроллера шагового двигателя SMD-4.

    2DIN ver.2.

  • Мы обновили прошивку контроллеров бесколлекторных двигателей BLD–20DIN для работы с высокоскоростными двигателями. Теперь максимальная скорость двигателя и чувствительность регулирования скорости могут быть настроены пользователем.

  • Снизились цены на контроллеры шаговых двигателей SMSD‑4.2LAN и SMSD‑8.0LAN с управлением по локальной сети.

  • Снижены цены на стандартные шаговые двигатели серии ШД. Новая продукция высокого качества от компании «Электропривод» стала более доступной для покупателей.

  • Доступен новый каталог контроллеров и драйверов производства ООО «Электропривод»

    Скачать

  • Шаговые двигатели серии ШД с увеличенным крутящим моментом — новинка от компании «Электропривод» уже на складе.

    Подробности в отделе продаж по контактным телефонам.

  • Начало продаж мотор-редукторов серии МРП новой модификации. Мотор-редукторы серии МРП производятся по заказу и под контролем компании «Электропривод». Широкий диапазон скоростей и превосходные моментные характеристики в привычных габаритах — отличительные черты нового продукта.

Руководство по электроприводам | Двигатели переменного, постоянного тока, шаговые и серводвигатели

Содержание

Что такое приводы двигателей?
Какие существуют типы контроллеров двигателей и приводов?
Привод постоянного тока
Типы двигателей, использующих приводы постоянного тока, и их применение
Привод переменного тока
Типы двигателей, использующие приводы переменного тока, и их применение
Приводы и контроллеры серводвигателей
Применение серводвигателей
Шаговый двигатель
Применение шагового двигателя
Need Your Motor Drives Отремонтировано

Моторные приводы бывают самых разных форм. Эти электронные или электрические устройства используются для питания ряда машин, роботов, оборудования и других приложений. Если вы хотите приобрести новые моторные приводы или отремонтировать старые, вам необходимо знать, что такое моторные приводы, а также различные типы приводов и как они обычно используются.

Что такое моторные приводы?

Моторные приводы представляют собой электронные устройства, которые контролируют крутящий момент, выходное положение и скорость двигателя. Когда мощность поступает в двигатель, привод изменяет ее так, чтобы ваш двигатель имел необходимую мощность. Термины «контроллеры двигателей» и «приводы двигателей» часто используются взаимозаменяемо, поскольку схемы контроллера обычно объединяются со схемами привода для создания единого блока.

Какие существуют типы контроллеров двигателей и приводов?

В настоящее время распространены несколько различных типов двигателей и приводов. Четыре основных доступных типа двигателей: шаговый, переменного тока, постоянного тока и сервопривод. Каждый из этих электроприводов имеет типы входной мощности, адаптированные к выходным функциям их приложений. Узнайте больше о том, что делают приводы в этих двигателях и как они обычно используются ниже:

1. Привод постоянного тока

В своей основной функции привод постоянного тока преобразует переменный ток (AC) в постоянный ток (DC) для питания постоянного тока мотор. Приводы постоянного тока — это силовые модули, которые служат интерфейсом между двигателем постоянного тока и контроллером. Часто двигатель поставляется с контроллером, встроенным в цепь привода, помогающим подавать управляющие сигналы, которые обмениваются данными с приводом.

Существует несколько различных типов приводов с двигателями постоянного тока, причем наиболее распространенный тип привода оснащен двумя SCR (кремниевыми выпрямителями), которые используют однофазный вход переменного тока для создания выходного полупериодного постоянного тока. Этот тип выработки электроэнергии называется полумостовым методом. Более сложные и мощные приводы постоянного тока включают шесть SCRS для использования метода полного моста. При использовании метода полного моста шесть SCR будут использовать трехфазный вход переменного тока для генерации выходного постоянного тока.

Иногда приводы постоянного тока называют приводами с регулируемой скоростью. Они получили такое название из-за того, как большинство типов приводов постоянного тока регулируют скорость вращения вала. Привод постоянного тока обычно характеризуется надежной регулировкой скорости, широким диапазоном скоростей и тем, как привод передает напряжение на двигатель.

Типы двигателей, использующих приводы постоянного тока, и их применение

Существует множество двигателей постоянного тока, использующих приводы постоянного тока. Все эти двигатели используют одну и ту же операцию для их питания, при этом вращение двигателя происходит за счет подачи энергии через проводники с током, установленные внутри магнитного поля. Различия между двигателями постоянного тока возникают при рассмотрении того, как и где создаются электромагнитные поля. Чтобы дать вам представление о том, где можно использовать двигатель постоянного тока, взгляните на некоторые из основных типов ниже:

Линейные двигатели

Линейные двигатели, как следует из их названия, генерируют силы только в одном направлении. Они создают механическую силу через постоянные редкоземельные магниты, которые генерируют магнитный поток, который затем взаимодействует с током в проводниках. Линейные двигатели могут быстро разгоняться, позиционировать себя с большой точностью и работать на высоких скоростях.

Линейные двигатели можно найти в различных типах оборудования. Их способность помочь в контроле скорости делает их особенно полезными для приложений, где точные скорости являются приоритетом. Они используются в ткацких станках, раздвижных дверях и машинах для обработки багажа. Кроме того, их часто устанавливают на американских горках, чтобы помочь с ускорением и контролем скорости.

Коллекторные двигатели

Коллекторный двигатель — это тип привода постоянного тока, который использует физическое прикосновение для коммутации и производства механической энергии. Щетки в двигателе изготовлены из углерода или других материалов, используемых в качестве электрических контактов. При вращении вала подпружиненные щетки соприкасаются с коллектором. По сути, щетки двигателя помогают источнику питания постоянного тока подключаться к узлу ротора, который содержит выходной вал, кольца коллектора и якорь.

Эти щеточные двигатели существуют уже более века, и компании и частные лица по-прежнему доверяют им из-за их значительного отношения крутящего момента к инерции. Они известны своей надежностью и доступной ценой. Вы часто можете встретить коллекторные двигатели, используемые в транспортных средствах для управления электрическими стеклоподъемниками, стеклоочистителями и регуляторами положения сидений. Они также появляются в насосах с батарейным питанием, рентгеновских снимках и сварочном оборудовании. В более промышленных условиях коллекторные двигатели используются в промышленном оборудовании, которое требует быстрых всплесков мощности.

Бесщеточные двигатели

В отличие от щеточных двигателей, бесщеточные двигатели не используют физическое прикосновение для коммутации. Как и следовало ожидать, они не используют кисти для создания движения. Вместо этого они используют магниты, расположенные вокруг ротора, которые затем притягиваются к питающим обмоткам катушки статора. В результате такой конструкции двигатель создает свой крутящий момент с помощью электромагнетизма. Скорость вращения двигателя можно регулировать, просто изменяя направление и величину тока, содержащегося в обмотках статора.

Благодаря своей эффективности и долговечности бесщеточные двигатели постоянного тока лучше всего использовать в приложениях, где двигатель должен работать в течение длительного периода времени. Некоторые примеры приложений включают жесткие диски, стиральные машины, компьютерные вентиляторы и кондиционеры.

2. Привод переменного тока

Привод переменного тока преобразует входной переменный ток в постоянный, как и привод постоянного тока. Однако после того, как это первое преобразование завершено, постоянный ток преобразуется обратно в переменный ток, питающий двигатель. По сути, приводы переменного тока представляют собой преобразователи частоты или усилители, которые служат интерфейсом между двигателем переменного тока и контроллером. Приводы делают напряжение совместимым с двигателем путем преобразования входных сигналов шага и направления контроллера в соответствующее напряжение.

Иногда приводы переменного тока называют приводами с регулируемой частотой, поскольку большинство приводов с двигателями переменного тока регулируют входную частоту. Как бы вы их ни называли, функция привода переменного тока остается неизменной: привод переменного тока регулирует крутящий момент двигателя и выходную скорость.

Типы двигателей, использующих приводы переменного тока, и их применение

Существует несколько различных двигателей переменного тока, использующих приводы переменного тока. Некоторые из основных типов приводов переменного тока и двигателей, которые они приводят в действие, можно найти ниже:

Синхронные двигатели

Если вам нужен надежный двигатель, который поддерживает постоянную скорость, синхронные двигатели идеально подходят. Эти двигатели и их приводы переменного тока могут поддерживать точную скорость даже при полной нагрузке. Поскольку вращающееся магнитное поле статора поддерживает скорость, равную скорости ротора, синхронный двигатель не имеет скольжения.

На практике синхронные двигатели используются в машинах, требующих исключительной точности. Некоторые высокоточные сверлильные станки используют их для обеспечения максимально точного сверления. Другими примерами машин, в которых используются синхронные двигатели, являются насосы-дозаторы, таймеры, часы, регуляторы скорости и электромеханические роботы.

Асинхронные двигатели

Асинхронные двигатели не используют какое-либо физическое соединение с обмотками статора для подачи тока в обмотки ротора. Они хорошо известны своей способностью генерировать значительное количество энергии, возможностями управления переменной скоростью и возможностью адаптации к широкому спектру условий. Асинхронные двигатели обычно имеют некоторое скольжение, из-за чего они теряют точное отслеживание скорости.

Асинхронные двигатели являются наиболее часто используемыми двигателями переменного тока и приводами в повседневных процессах. Вы найдете асинхронные двигатели в кухонной технике, кондиционерах, транспортных средствах, промышленных машинах и водяных насосах. Они используются во многих бытовых устройствах из-за их гибкости в удовлетворении различных требований нагрузки от многих электрических приложений.

Векторные приводы без датчиков

Для лучшего контроля скорости и выходного крутящего момента на низких скоростях векторный привод без датчиков берет на себя единоличное управление частотой и напряжением, подаваемым на двигатель. Этот тип привода наиболее близок по своему действию к двигателям постоянного тока. Как следует из их названия, они не используют никаких датчиков обратной связи, таких как резольверы или энкодеры.

Векторные приводы без датчиков используются в нескольких типах промышленных приложений. Они часто используются в приложениях с чрезвычайно высокой инерцией или когда приложению требуется высокий уровень точности установившейся скорости.

3. Приводы и контроллеры серводвигателей

Серводвигатель — это один из наиболее эффективных двигателей, которым пользователи могут легко управлять, чтобы получить правильный выходной сигнал. Этот тип двигателя основан на сервоприводе, который помогает создавать точные движения для вращения или толкания частей вашей машины. Сервопривод изменяет входную мощность, беря источник переменного или постоянного тока и превращая его в импульсный выходной ток, который варьируется по частоте и продолжительности импульсов. Эти приводы помогают контролировать положение, крутящий момент и скорость двигателя.

Серводвигатели бывают двух основных размеров — малые и стандартные. Как и следовало ожидать, двигатель стандартного размера обеспечивает большую скорость и мощность, чем моторная система. Небольшие серводвигатели обычно используются компаниями, которые имеют ограниченное пространство и не нуждаются в огромной мощности. Большие сервоприводы сконструированы из металлических деталей для выполнения более тяжелой работы, а маленькие серводвигатели изготовлены из пластиковых деталей.

Применение серводвигателей

Как правило, серводвигатели и приводы используются для управления движением в строительстве и обрабатывающей промышленности. Их основное применение заключается в помощи машине, поскольку она выполняет задачу, которую нужно выполнять часто и определенным образом. На практике они часто помогают приводным системам шпинделя, конвейерам, станкам и робототехнике. Чтобы получить более широкое представление о серводвигателях, рассмотрим некоторые из их применений ниже:

  • Робототехника: Серводвигатели часто используются в робототехнике. Небольшие размеры серводвигателей делают их идеальными для использования во многих роботах. Кроме того, они обеспечивают точность и плотность усилия, которые необходимы роботам для правильной работы. Типы роботов, которые полагаются на серводвигатели и приводы, включают детонацию бомб, роботизированные руки и дистанционно управляемые пожарные катера.
  • Промышленное производство:  Компании обрабатывающей промышленности всегда стараются производить роботизированные и автоматизированные процессы, которые являются более точными и эффективными. В производстве серводвигатели часто используются для питания роботов-манипуляторов, которые перемещают материалы. Кроме того, сервоприводы используются в производственных машинах, чтобы помочь машинам резать или гнуть металлические листы с большей точностью и мощностью. Они также используются в конвейерных системах для поддержки вращающихся элементов.
  • Лифты:  Когда компания создает лифтовую технику, безопасность является главной задачей. Чтобы обеспечить безопасную перевозку пассажиров лифтами, компании используют сервосистемы. Этот тип системы помогает сделать поездку максимально плавной для гонщиков благодаря процессам обратной связи и контроля.

4. Шаговый двигатель

Привод и контроллер шагового двигателя преобразуют источники переменного или постоянного тока в ступенчатый выходной ток, который затем регулирует входную мощность шагового двигателя. Из-за своей конструкции их также называют шаговыми усилителями и импульсными приводами. Приводы шаговых двигателей контролируют и регулируют входную мощность с помощью постоянных магнитов. Они также используют тщательно расположенные полюса как в статоре, так и в роторе, которые используют постоянный ток для создания ступенчатого вращения.

Поскольку вращательный выход шагового двигателя не является непрерывным, входная мощность должна контролироваться таким образом, чтобы группы полюсов статора либо включались, либо обесточивались. Приводы и контроллеры шагового двигателя имеют решающее значение для необходимого контроля, который помогает шаговому механизму работать должным образом. В частности, контроллер, интегрированный со схемой шагового привода, посылает соответствующие управляющие сигналы на привод двигателя.

Применение шаговых двигателей

Этот тип двигателя в основном используется в таких отраслях, как строительство и производство. Они контролируют крутящий момент, положение и скорость двигателя различных типов машин. Они довольно популярны благодаря открытому дизайну обратной связи и точности. Хотя они не подходят для высокоскоростных приложений, их точные повторяющиеся движения по-прежнему работают в широком диапазоне скоростей. Шаговые двигатели известны своей надежностью, простотой в использовании и реверсивностью.

Степперы широко используются в нескольких областях. Компании регулярно используют маломощные шаговые двигатели для микропозиционирования, роботов, станков, приводов электрических часов, медицинского оборудования, принтеров, компьютерных систем управления и жестких дисков. Шаговые двигатели большой мощности можно найти в военной технике, конвейерах, устройствах для научных исследований и станках.

Нужен ремонт электроприводов?

Со всей приведенной выше информацией у вас должно быть общее представление о доступных вам типах моторных приводов, что даст вам лучшее представление о том, какие моторные приводы лучше всего подходят для ваших нужд. Независимо от того, используете ли вы двигатели постоянного тока, двигатели переменного тока, серводвигатели или шаговые двигатели, вам в конечном итоге придется выполнять какое-либо техническое обслуживание.

Если вам нужно отремонтировать моторные приводы, вам следует обратиться к эксперту в этой отрасли. Global Electronic Services предлагает комплексные услуги по ремонту и решения, которые помогут вашему бизнесу продолжать бесперебойную работу. Свяжитесь с Global Electronic Services сегодня, если у вас возникнут вопросы о моторных приводах или об обслуживании.

Понимание электронных приводов двигателей | Конструкция машины

Дэйв Полька
Приводы и продукты питания Группа
АББ Инк.
Нью-Берлин, Висконсин

Привод ACS 160 от АББ представляет собой модульный блок, предназначенный как для настенного монтажа, так и для монтажа на электродвигатель IEC. Микропривод NEMA-4X (IP65) подходит для приложений, в которых требуется надежная и эффективная работа двигателя в опасных условиях или в условиях промывки водой. Он реагирует на изменения входного сигнала всего за 5 мс, охватывает диапазон от 0,5 до 3 л.с. и диапазон входного напряжения от 380 до 500 В переменного тока, три фазы.

Ротор и статор работают за счет магнитного взаимодействия. Количество полюсов и применяемая частота определяют скорость.

Привод обеспечивает множество различных частотных выходов. Любая заданная выходная частота привода создает уникальную кривую крутящего момента.

Плата управления привода подает сигнал схемам управления на включение положительной или отрицательной половины сигнала силового устройства. Чередование положительных и отрицательных переключателей воссоздает трехфазный выход. Чем дольше силовое устройство остается включенным, тем выше выходное напряжение. Чем дольше он выключен, тем ниже выходная частота.

Выход привода не является точной копией входного синусоидального сигнала переменного тока. Вместо этого он обеспечивает импульсы напряжения постоянной величины.

Все приводы с ШИМ содержат входной преобразователь, шину постоянного тока и выходной инвертор. Для простоты показаны только одна фаза входа и выхода для трехфазного привода.

Выбор правильного привода имеет важное значение для получения максимальной производительности и эффективности электродвигателя. Моторный привод управляет скоростью, крутящим моментом, направлением и результирующей мощностью двигателя. Приводы постоянного тока обычно управляют двигателем постоянного тока с параллельной обмоткой, который имеет отдельные цепи якоря и возбуждения. Приводы переменного тока управляют асинхронными двигателями переменного тока и, как и их аналоги постоянного тока, регулируют скорость, крутящий момент и мощность.

Например, возьмем простое применение двигателя с фиксированной скоростью вращения вентилятора. Замена трехфазного пускателя двигателя частотно-регулируемым приводом (VFD) позволяет вентилятору работать с переменной скоростью. Одним из преимуществ является экономия энергии, поскольку система изменяет поток воздуха, контролируя скорость двигателя, а не с помощью воздушной заслонки.

Основы привода
Привод может управлять двумя основными выходами трехфазного асинхронного двигателя: скоростью и крутящим моментом. Чтобы понять, как привод управляет этими двумя элементами, давайте рассмотрим асинхронные двигатели. Две основные части двигателя, ротор и статор, работают за счет магнитного взаимодействия. Двигатель содержит пары полюсов — железные компоненты в статоре, намотанные по определенной схеме, чтобы обеспечить магнитное поле с севера на юг.

С одной изолированной парой полюсов в двигателе ротор (вал) вращается с определенной скоростью, базовой скоростью. Количество полюсов и применяемая частота определяют эту скорость. Частота вращения вала, V , находится из

В = 120 Ж ⁄ П – С
где F = частота двигателя, P = число полюсов двигателя и S = скольжение.

Скольжение — это разница между скоростью вращения ротора и вращающимся магнитным полем в статоре. Когда магнитное поле проходит через проводники ротора, ротор приобретает собственные магнитные поля. Эти магнитные поля ротора пытаются поймать вращающиеся поля статора. Однако они никогда этого не делают, и эта разница является проскальзыванием. Думайте о скольжении как о расстоянии между борзыми и зайцем, которого они преследуют по трассе. Пока они не догонят зайца, они будут продолжать вращаться по дорожке. Скольжение — это то, что позволяет двигателю вращаться.

Например, скольжение для двигателя NEMA-B составляет от 3 до 5% от базовой скорости, что составляет 1800 об/мин при полной нагрузке. Скорость вала в этом случае будет В = 120(60)⁄4 – 54 = 1746 об/мин.

Удобным и экономичным методом регулировки скорости является изменение частоты, подаваемой на двигатель. Изменение количества полюсов также изменит скорость двигателя, но это физическое изменение потребует перемотки двигателя и приведет к ступенчатому изменению скорости.

Отношение напряжения к частоте (В/Гц) определяет характеристику развития крутящего момента двигателя. Изменение этого соотношения изменяет крутящий момент двигателя. Например, асинхронный двигатель, подключенный к источнику 460 В, 60 Гц, имеет коэффициент 7,67. Пока это соотношение остается постоянным, двигатель развивает номинальный крутящий момент. Привод обеспечивает множество различных частотных выходов и, следовательно, множество различных кривых крутящего момента.

Изменение скорости
Давайте теперь посмотрим, как привод обеспечивает выходную частоту и напряжение, необходимые для изменения скорости двигателя. Все приводы с ШИМ содержат входной преобразователь, шину постоянного тока и выходной инвертор с небольшими различиями в аппаратном и программном обеспечении от одного продукта к другому. В небольших частотно-регулируемых приводах один блок питания может содержать преобразователь и инвертор.

Хотя некоторые приводы принимают однофазное питание, мы сосредоточимся на трехфазном приводе. Но для упрощения сопутствующей иллюстрации формы сигналов на рисунках привода показывают только одну фазу входа и выхода.

Входной частью привода является преобразователь. Он содержит шесть диодов, расположенных в виде электрического моста. Диоды преобразуют мощность переменного тока в мощность постоянного тока. Следующий участок — шина постоянного тока — видит фиксированное постоянное напряжение.

Шина постоянного тока фильтрует и сглаживает форму сигнала. Диоды фактически восстанавливают отрицательные половины сигнала в положительную половину. В блоке на 460 В среднее напряжение шины постоянного тока составляет от 650 до 680 В, рассчитанное как линейное напряжение, умноженное на 1,414. Катушка индуктивности (L) и конденсатор (C) работают вместе, чтобы отфильтровать любую переменную составляющую сигнала постоянного тока. Чем более плавная форма сигнала постоянного тока, тем чище выходной сигнал привода.

Шина постоянного тока питает инвертор, конечную часть привода. Как следует из названия, эта секция инвертирует постоянное напряжение обратно в переменное. Но это происходит при переменном напряжении и частоте на выходе. Как это происходит, зависит от того, какие силовые устройства использует привод.

Коммутация с помощью IGBT
Справедливо задействованная схема управления координирует переключение силовых устройств, как правило, через плату управления, которая определяет включение силовых компонентов в правильной последовательности. Микропроцессор или цифровой сигнальный процессор (DSP) отвечает всем требованиям к внутренней логике и принятию решений.

Старые диски были основаны на SCR. SCR (первоначально называвшийся тиристором) содержит управляющий элемент, называемый затвором. Затвор действует как переключатель включения, который позволяет устройству полностью проводить напряжение до тех пор, пока полярность не изменится, а затем оно автоматически отключается. Этим переключением управляет специальная схема, для которой обычно требуется другая печатная плата и соответствующая проводка.

Технология биполярных транзисторов начала вытеснять SCR в приводах в середине 1970-х годов. В начале 19В 90-х годах они уступили место технологии биполярных транзисторов с изолированным затвором (IGBT). БТИЗ включают и выключают шину постоянного тока через определенные промежутки времени. При этом инвертор фактически создает переменное напряжение переменного тока и выходную частоту.

Выходной сигнал привода не обеспечивает точной копии входного синусоидального сигнала переменного тока, как показано на рисунке «Выход ШИМ». Вместо этого он обеспечивает импульсы напряжения постоянной величины. Плата управления привода подает сигнал схемам управления силового устройства на включение положительной или отрицательной половины сигнала силового устройства. Это чередование положительных и отрицательных переключателей воссоздает трехфазный выход. Чем дольше силовое устройство остается включенным, тем выше выходное напряжение. Чем меньше времени включено силовое устройство, тем меньше выходное напряжение. И наоборот, чем дольше силовое устройство выключено, тем ниже выходная частота.

Скорость, с которой силовые устройства включаются и выключаются, является несущей частотой, также известной как частота переключения. Чем выше частота переключения, тем большее разрешение содержит каждый импульс ШИМ. Типичные частоты переключения составляют от 3000 до 4000 раз в секунду (от 3 до 4 кГц). Старые приводы на основе SCR имеют частоту переключения от 250 до 500 Гц. Очевидно, что чем выше частота переключения, тем более плавной будет форма выходного сигнала и тем выше разрешение. Однако более высокие частоты переключения снижают эффективность привода из-за повышенного нагрева силовых устройств.

Диски различаются по сложности, но каждое новое поколение, как правило, предлагает улучшенную производительность в меньших размерах. Тенденция аналогична тенденции персональных компьютеров. Однако, в отличие от ПК, надежность и простота использования накопителей значительно улучшились. А также, в отличие от компьютеров, типичный современный привод не извергает в систему распределения лишних гармоник и не влияет на коэффициент мощности. Диски все чаще становятся «подключи и работай». По мере того, как электронные силовые компоненты становятся меньше и надежнее, стоимость и размер частотно-регулируемых приводов будут продолжать снижаться, а производительность и простота использования будут только улучшаться.

ОБСЛУЖИВАНИЕ ЧРП

Диски могут выходить из строя по многим причинам. Здесь показаны результаты проблемы напряжения конденсатора (вверху) и ослабленных соединений входного питания.

Преобразователь частоты — это, по сути, компьютер и блок питания. Поэтому применяйте к частотно-регулируемым приводам те же меры предосторожности, что и к этим устройствам, чтобы обеспечить долгие годы бесперебойной работы. Требования к техническому обслуживанию делятся на три основные категории.

Держите его в чистоте. Большинство частотно-регулируемых приводов относятся к категории NEMA-1 (боковые вентиляционные отверстия для потока охлаждающего воздуха) или NEMA 12 (герметичный пыленепроницаемый корпус). Приводы NEMA-1 подвержены загрязнению пылью. Пыль на оборудовании может ограничивать поток воздуха, снижая производительность радиаторов и циркуляционных вентиляторов.

Пыль на электронных устройствах может привести к неисправности или отказу. Пыль впитывает влагу, что также способствует выходу из строя. Периодическое распыление воздуха через вентилятор радиатора является хорошей мерой профилактического обслуживания. Подача сжатого воздуха в частотно-регулируемый привод является целесообразным вариантом в некоторых условиях, но типичный заводской воздух содержит масло и воду. Чтобы использовать сжатый воздух для охлаждения, он должен быть безмасляным и сухим, иначе он, скорее всего, принесет больше вреда, чем пользы. Для этого требуется специализированная, специализированная и дорогая подача воздуха. это

практика по-прежнему сопряжена с риском образования электростатических зарядов и электростатического разряда. Распылитель, не создающий статического электричества, или вакуум ESD обратного действия уменьшат накопление статического электричества. Обычные пластмассы являются основными генераторами статического электричества. Вакуумные корпуса и вентиляторы ESD изготовлены из специального пластика, не генерирующего статического электричества. Эти пылесосы и баллоны со сжатым воздухом, не генерирующим статический заряд, можно приобрести у специалистов по оборудованию для контроля статического электричества.

Держите его сухим. Платы управления, находящиеся во влажной среде, могут со временем подвергнуться коррозии, поэтому держите очевидные источники влаги подальше от частотно-регулируемого привода. Некоторые производители включали тип «защиты от конденсата» в более ранние ЧРП. Когда температура падала ниже 32F, программная логика не позволяла запустить привод. Сегодня частотно-регулируемые приводы редко предлагают такую ​​защиту. При эксплуатации частотно-регулируемого привода в течение всего дня, каждый день нормальное тепловое излучение от радиатора должно предотвращать образование конденсата. Если блок не работает в непрерывном режиме, используйте кожух NEMA-12 и обогреватель с термостатическим управлением, если размещаете блок в месте, где возможна конденсация.

Держите соединения затянутыми. Хотя это звучит элементарно, проверка соединений — это шаг, который многие пропускают или делают неправильно, и это требование применимо даже к чистым помещениям. Тепловые циклы и механическая вибрация могут привести к некачественным соединениям, как и стандартные методы управления проектами. Повторная затяжка винтов не рекомендуется, поскольку дальнейшее затягивание уже затянутых винтов может разрушить хорошее соединение. Если винты просто ослабли, попробуйте снова затянуть. Плохие соединения в конечном итоге приводят к искрению. Дуговой разряд на входе частотно-регулируемого привода может привести к ложным перенапряжениям, срабатыванию входных предохранителей или повреждению защитных компонентов. Дугообразование на выходе частотно-регулируемого привода может привести к перегрузке по току или даже к повреждению силовых компонентов. Плохая проводка управления может привести к нестабильной работе. Например, незакрепленный сигнальный провод Пуск/Стоп может привести к неконтролируемой остановке ЧРП. Ослабленный провод эталонной скорости может привести к колебаниям скорости привода, что приведет к браку, повреждению машины или травмам персонала.

Дополнительные шаги. Не упускайте из виду внутренние компоненты частотно-регулируемого привода в рамках механической проверки. Проверьте циркуляционные вентиляторы на наличие признаков выхода из строя подшипников или посторонних предметов, обычно проявляющихся необычным шумом или шатанием валов. Осмотрите конденсаторы звена постоянного тока на вздутие и утечку. Либо это может быть признаком стресса компонента или неправильного использования электричества.

Измерьте напряжение во время работы частотно-регулируемого привода. Колебания напряжения на шине постоянного тока могут указывать на износ конденсаторов на шине постоянного тока. Одной из функций батареи конденсаторов является работа в качестве секции фильтра, сглаживающей любые пульсации переменного напряжения на шине. Аномальное напряжение переменного тока на шине постоянного тока указывает на то, что конденсаторы могут выйти из строя.

Большинство производителей частотно-регулируемых приводов имеют специальную клеммную колодку для этого типа измерений, а также для подключения к резисторам динамического торможения. Напряжение более 4 В переменного тока может указывать на проблему с фильтрацией конденсатора или возможную проблему с секцией преобразователя диодного моста (перед шиной). В таких случаях проконсультируйтесь с производителем частотно-регулируемого привода, прежде чем предпринимать дальнейшие действия.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Внимание! Внешний вид товара, комплектация и характеристики могут изменяться производителем без предварительных уведомлений. Данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437 (2) Гражданского кодекса Российской Федерации. 2024 © Все права защищены.