ОСНОВЫ ТЕОРИИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА

       1. Основные понятия

1.1. Понятие „электрический привод”

В науке, технике и производстве в области электропривода применяют следую-

щие термины и определения понятий ( ГОСТ 16593-79 ).

Электрическим приводом называется электромеханическая система, предназначен-

ная для приведения в движение исполнительных органов рабочей машины и управления этим движением.  

В общем случае электропривод состоит из 4-х устройств ( рис.8.1 ):

1. преобразовательное;

2. электродвигательное;

3. передаточное;

4. управляющее.

                Рис. 8.1. Структурная схема электропривода

Преобразовательное устройство предназначено для преобразования рода тока, напряжения и частоты тока питающей сети и передачи преобразованных параметров в

электрическую часть электропривода. Поэтому оно включается между питающей сетью и электрической частью электропривода.

В качестве преобразовательных устройств используются:

1. для преобразования рода тока – выпрямители, преобразующие переменный ток в постоянный;

2. для преобразования напряжения – трансформаторы, преобразующие перемен-

ное напряжение одного значения в переменное напряжение другого значения той же часто

ты;

3. для преобразования частоты тока – преобразователи частоты, преобразующие переменный ток одной частоты в переменный ток другой, регулируемой частоты.

Рассмотрим поочередно преобразовательные устройства.

Выпрямители

На судах выпрямители применяют в электроприводах, использующих в качестве

источника механической энергии двигатель постоянного тока. К таким электроприводам относятся:

1. якорно-швартовные – брашпили;

2. грузоподъёмные – грузовые лебёдки и краны;

3. гребные электрические установки, предназначенные для движения судна.

Мощность этих электродвигателей составляет десятки и сотни кВт.

Трансформаторы

Трансформаторы в судовых электроприводах, как правило, не применяются. Одна-

ко они нашли самое широкое применение на берегу. Здесь от высоковольтных линий электропередач с напряжениями в сотни киловольт питаются предприятия с электропри-

водами напряжением 380 и 660 В.

Преобразователи частоты

На судах статические тиристорные преобразователи частоты применяются в элек-

троприводах переменного тока. К таким электроприводам относятся, в основном, грузо-

подъёмные тяжеловесные устройства и гребные электрические установки.

Электродвигательное устройство предназначено для преобразования электри-

ческой энергии в механическую или, в некоторых системах судовых электроприводов

( система генератор – двигатель ), механической энергии в электрическую.

К электродвигательным устройствам относят электродвигатели постоянного и переменного тока, а также универсальные ( переменно-постоянного тока ). Последние нашли на судах ограниченное применение, в основном, в электроприводах вентиляторов мощностью до 250…300 Вт.

Передаточное устройство предназначено для передачи механической энергии от электродвигателя к исполнительному органу механизма.

 К передаточным устройствам относят механические , гидравлические и другие пе-

редачи. Передаточные устройства применяют в грузоподъёмных, якорно-швартовных и

рулевых механизмах Например, в электроприводе грузовой лебёдки передаточным устрой

ством является редуктор, расположенный между электродвигателем и грузовым бараба-

ном лебёдки.

Простейшие по устройству электроприводы, например, вентиляторы и центро-

бежные насосы, не имеют передаточного устройства, т.к. у них крылатка насажена непосредственно на вал электродвигателя.

Управляющее устройство предназначено для управления преобразовательным

электродвигательным и передаточным устройствами. При помощи управляющего устрой-

ства задают необходимый режим работы всего электропривода, например, пуск, останов-

ку, реверс, изменение скорости и др. Например, в электроприводе грузовой лебёдки управляющее устройство состоит из командоконтроллера ( с рукояткой управления ) и

станции управления, внутри корпуса которой находятся коммутационные и защитные электрические аппараты – контакторы, реле, предохранители и др.

В сложных современных судовых электроприводах составной частью управляю-

щего устройства являются бортовые компьютеры, которые получают информацию от задатчиков и датчиков обратной связи и вырабатывают сигналы управления в соответ-

ствии с заданными алгоритмами ( программами ).

При этом, в качестве задатчиков используются рукоятки управления тремя меха-

низмами крана ( подъём, поворот, стрела ), связанные с потенциометрами, в качестве датчиков – большое количество чувствительных элементов, измеряющих вес груза, давление в системе гидравлики, силу тока, определяющих положение рабочих органов перечисленных механизмов и многое другое.