Приемная комиссия: 89000650708, 8(3513)790-490 доб. 3131 / Приёмная директора: 8(3513)790-690
Форма обратной связи
Нашли ошибку?
Выделите, пожалуйста, курсором мыши текст с ошибкой и нажмите сочетание клавиш: Затем нажмите кнопку «Отправить».
Современные системы автоматизированного электропривода
Электроприводы в системах автоматизации. Электроприводы постоянного тока. Вентильный (синхронный) электропривод. Частотное, частотно-токовое, векторное управление приводами переменного тока. Современные комплектные электроприводы переменного тока, принципы работы, структура приводов, особенности применения. Сравнительный анализ основных технических характеристик и функциональных возможностей комплектных электроприводов ведущих электротехнических фирм. Электромагнитная совместимость в автоматизированных комплексах. Принципы построения, аппаратные средства и математическое обеспечение микропроцессорных систем электропривода. Энергетика электропривода, методы расчета мощности и выбора электродвигателей.
Комплектные электроприводы
Электропривод, в соответствии с принятой терминологией — это электромеханическая система, содержащая, в общем случае, электрические преобразователи, электромеханические преобразователи (электродвигатели, другие исполнительные устройства с электрическим управлением), механические преобразовательные устройства, информационные и управляющие устройства, а также устройства для сопряжения с внешними системами, и предназначенная для приведения в движение исполнительных органов рабочей машины в целях осуществления технологического процесса.
Электрическим преобразователем называется электротехническое устройство, преобразующее электрическую энергию с одними значениями параметров и (или) показателей качества в электрическую энергию с другими значениями параметров и (или) показателей качества. Преобразование параметров осуществляется по роду тока, напряжению, частоте, числу фаз.
В относительно простых электроприводах могут отсутствовать некоторые из указанных составляющих (механические устройства, средства сопряжения с другими системами и т.п.).
Комплектным электроприводом (КЭП) принято называть комплект взаимоувязанного электрооборудования, которое предназначается для электропривода с некоторыми определенными функциями, объединяется общей электрической схемой, поставляется полностью (или в большей части) комплектно и обычно содержит:
— элементы согласования преобразователя с сетью (трансформаторы, реакторы);
— систему управления преобразователем;
— систему автоматического регулирования основных параметров электропривода;
— элементы измерения, защиты и сигнализации и другие информационные устройства; — электродвигатели (один или несколько); датчики, необходимые для реализации основных функций конкретного электропривода;
— механические преобразовательные устройства (в отдельных случаях).
Электрооборудование первых пяти групп выполняется обычно в виде комплектных устройств управления (шкафов, блоков, пультов и т.п.), объединенных общей электрической схемой и обеспечивающих необходимое взаимодействие элементов КЭП. Поэтому комплектное устройство управления является, как правило, обязательной составной частью КЭП, а его выход — это, по существу, выход электрического преобразователя.
Во многих случаях, особенно для электроприводов узко конкретного применения и для малых мощностей, электродвигатель входит непосредственно в комплект поставки КЭП. И наоборот, в КЭП относительно широкого назначения могут использоваться электродвигатели одного вида, но различных типов, в таких случаях двигатель заказывается отдельно непосредственно потребителем.
Рассмотренный состав КЭП определяется как широкой реальной практикой, так и стандартами СТ СЭВ 1658-79 «Электроприводы тиристорные комплектные переменного тока. Общие технические требования» и СТ СЭВ 1659-79 «Электроприводы тиристорные комплектные постоянного тока. Общие технические требования» (причем аналогичных отечественных стандартов нет), в связи с чем необходимо отметить следующее. Стандарты СЭВ утеряли силу как документы с жесткими обязательными требованиями, однако сохраняют свое действие как рекомендательные документы (по крайней мере, до создания аналогичных отечественных стандартов).
Предприятия, осуществляющие разработку и поставку КЭП, несут ответственность за соответствие всех составных частей электропривода целям реализации проектных функций, за согласованную с потребителем комплектную поставку оборудования на объект, а также при необходимости выполняют пуско-наладочные работы и сервисное обслуживание.
Комплектные электроприводы по разновидностям и мощностям чрезвычайно многообразны, а для полного представления об их схеме и конструкции требуется значительный объем разнородной информации. До настоящего времени не существует нормативно-технических документов, регламентирующих набор главных параметров электроприводов разных типов.
Наиболее широкую шкалу параметров имеют электроприводы постоянного тока серий КГЭУ, КГЭ, ЭКГ. Первая из них отличается универсальностью конструкции и систем управления для различных областей применения, что обуславливает некоторую избыточность и усложненность устройств управления. Серии КТЭ и ЭКТ, наоборот, отличаются объектной ориентированностью, т.е. оптимальным набором устройств управления, определяемым при согласовании заказа. В каждой из упомянутых серий имеется ряд исполнений комплектных устройств, предназначенных для обеспечения возбуждения мощных двигателей постоянного тока, а также синхронных двигателей.
Подавляющее большинство полупроводниковых преобразователей предназначено для эксплуатации в закрытых отапливаемых помещениях. Однако отдельные преобразователи выполняются в закрытом контейнере, предназначенном для наружной установки, что является наиболее перспективным конструкторским решением для тяжелых условий эксплуатации (например, КУ-БУ-2500ЭП для нефтебуровых установок).
В широкой номенклатуре выпускаются регулируемые электроприводы переменного тока, среди которых следует отметить ряд новых объектно-ориентированных разработок:
— частотно-регулируемые электроприводы серии ЭПБ-2 на базе вентильного (синхронного) двигателя и преобразовательного устройства с автономным инвертором напряжения, с весьма высоким диапазоном регулирования частоты вращения (до 10000), для привода станков с ЧПУ и роботов;
— частотно-регулируемые электроприводы мощностью до 6600 кВт серии КТУЧС на базе синхронного двигателя с питанием от НПЧ для мощных низкооборотных механизмов — шахтных подъемных машин, мельниц, конвейеров (АО ’Электросила», АО «Электропривод»);
— комплектный параметрический электропривод серии КПЭ на базе тиристорного регулятора напряжения, со специальными асинхронными короткозамкнутыми двигателями мощностью от 2,5 до 18,5 кВт, предназначенный для механизмов с «вентиляторной» характеристикой нагрузки (вентиляторов, насосов), а также для механизмов с необходимостью кратковременной работы на пониженной скорости; данная система представляет собой наиболее простой вид регулируемого электропривода переменного тока для указанного класса механизмов; комплектные устройства имеют закрытую конструкцию, предназначенную для тяжелых условий эксплуатации (АО «Электропривод», Московский опытный завод «Агрегат»).
Новейшим техническим решением является применение микропроцессорных систем управления в новых разработках ЗПО «Преобразователь», АО Электропривод».
Активно ведутся разработки тиристорных преобразователей частоты на базе так называемых полностью управляемых («запираемых») тиристоров, что позволит значительно расширить производство и применение регулируемых электроприводов переменного тока.
Преимущества и недостатки использования электроприводов
Каковы основные положительные и отрицательные моменты при использовании электроприводов?
Обзорная статья основных плюсов и минусов в использовании электроприводов для управления ТПА. В начале статьи перечислены достоинства данной технологии.
Электроприводы используются для местного и дистанционного управления запорной трубопроводной арматурой, применяемой во многих отраслях промышленности: нефтяной, химической, металлургической и других.
Технология использования электропривода для дистанционного и местного управления запорной трубопроводной арматурой весьма распространена. Ведь механизированные автоматические модели с устойчивым управлением комплексными сигналами отличаются в лучшую сторону от прочих моделей приводов.
Централизованное управление разными типами и классами запорной трубопроводной арматуры
Возможна некорректная настройка электропривода
Электропривод можно установить на арматуру, отличную по размерам условного прохода
В некоторых случаях используемые электроприводы могут создавать радиопомехи
Электропривод работает только на одном виде энергии. При монтаже схемы управления компактные электрические соединения с простым и понятным подключением выносятся на корпус изделия
Некоторые модели могут быть снабжены хрупкими электронными деталями, которые могут быстрее выйти из строя, чем детали механических приводов
Благодаря конструктивным особенностям, электроприводы могут быть смонтированы как непосредственно на арматуре, так и на расстоянии от нее
Некоторые модели из-за наличия самотормозящих элементов могут обеспечить несколько десятков тысяч циклов – довольно низкий показатель для автоматических процессов
Возможность снять электропривод с действующей арматуры для плановой проверки или ремонта
Там, где требуется отсутствие электротока, использовать электроприводы, разумеется, нельзя
Уникальная возможность усовершенствования действующего механизма ручного управления на автоматический и дистанционный, без изменений в ТПА
При долгом отсутствии автономного питания электронных механизмов возможны неполадки
Системы электросетей имеют больше преимуществ, чем недостатков по сравнению с другими сетями
Широкий выбор электроприводов, предлагаемый нашей компанией, поможет обеспечить автоматически регулируемую сигнализацию – местную и дистанционную.
Электропривод стоит использовать именно для быстрого и своевременного реагирования на внештатные ситуации. Например, при остановке подвижных частей арматуры или попадания туда посторонних предметов вовремя поданный на пульт сигнал остановит рабочий процесс.
Благодаря блокировке поврежденной арматуры опасные последствия можно свести к минимуму еще до приезда специалистов по ремонтным работам.
Условия поставки
Цена, наличие товара, условия и гарантии
Мы работаем как с юридическими, так и с физическими лицами. Готовы поставить изделия на заказ.
У нас действует накопительная система скидок для постоянных клиентов.
Условия оплаты
Заказ вы можете оплатить 3 способами: наличными, безналичным расчетом, банковской картой.
Отсрочку платежа до 1 месяца предоставляем постоянным и хорошо зарекомендовавшим себя клиентам.
Доставка
Варианты: заказать у нас, воспользоваться услугами транспортной компании, организовать самовывоз.
При любом виде расчета отгружаем товар на следующий день после поступления оплаты.
Приемка и разгрузка товара
Вы должны обеспечить беспрепятственный подъезд нашего транспорта к разгрузочной площадке.
При разгрузке вы получаете пакет документов: накладная, счет-фактура и сертификат качества (по запросу).
8-800-775-12-74
Мы ответим на ваш звонок с понедельника
по пятницу в рабочие часы:
9:00 — 17:00 — по Челябинску
07:00 — 15:00 — по Москве
.jpg)
Алена Цапенкова
тел. +7 (351) 778-50-74
e-mail: alena@arma-prom.ru
Нэлли Филимонова
тел. +7 (351) 778-53-54
e-mail: sales@arma-prom.ru
Олеся Бородина
тел. +7 (351) 778-50-16
e-mail: 7785016@arma-prom.ru
Отправляйте заявку
Пишите нам в любое время.
Специалист свяжется с вами в рабочие часы в течение 20 минут после получения заявки.
Если вы отправили заявку в нерабочее время, то наш специалист свяжется с вами на следующий день.
Особенности развития современного электрического привода
В связи с распадом СССР и структурной перестройкой общества произошли значительные изменения в организации работы электротехнической отрасли России. В период интенсивного развития электротехнической промышленности новые заводы по производству комплектующих для электроприводов строились в основном в союзных республиках. Поэтому после распада СССР многие электротехнические предприятия оказались за пределами России, что потребовало перестройки структуры электротехнической промышленности, в результате чего многие заводы изменили и расширили номенклатуру выпускаемой продукции.
Снижение в конце XX века объемов производственной продукции предприятиями России привело к уменьшению потребления электроэнергия в стране. В период с 1986 по 2001 год в России уменьшение потребления электроэнергии произошло на 18 % (с 1082,2 млрд. кВт-ч, до 888 млрд. кВт-ч), а в странах СНГ ещё больше — на 24 % (с 1673,5 млрд. кВт-ч до 1275 млрд. кВт-ч). Это привело к уменьшению потребности в новых электроприводах, что сказалось на темпе их развития.
Тем не менее, в конце XX века в России автоматизированный электрический электропривод остался главным потребителем электрической энергии и продолжает развиваться как раздел электротехнической науки и как одно из основных направлений электротехнического производства. Благодаря достигнутым успехам электротехнической промышленности в области создания электрических машин, трансформаторов, электрических аппаратов, силовой преобразовательной техники современный электропривод способен обеспечить высокие требования автоматизации обслуживаемых им механизмов и технологических линий
Анализ современного состояния электрификации промышленности и развития систем комплексной автоматизации показывает, что их основой является регулируемый электрический привод , который получает всё более широкое применение во всех сферах жизни и деятельности общества — от промышленного производства до сферы быта.
Благодаря постоянному совершенствованию технических показателей электроприводов они во всех областях применения являются основой современного технического прогресса. При этом в развитии современного автоматизированного электропривода наблюдается ряд особенностей, обусловленных состоянием его элементной базы и потребностями производства.
Первой особенностью электропривода на данном этапе его развития является расширение области применения регулируемого электропривода, главным образом за счет количественного и качественного роста частотно-регулируемых электроприводов переменного тока .
Достигнутые в последние годы успехи в совершенствовании тиристорных и транзисторных преобразователей частоты привели к интенсивному развитию регулируемых электроприводов, использующих асинхронные электродвигатели более простой конструкции и с меньшей металлоемкостью, что приводит к вытеснению регулируемых электроприводов постоянного тока, которые в нестоящее время в России имеют пока преимущественное применение.
Второй особенностью развития современного электропривода является повышение требований к динамическим и статическим показателям электропривода, расширение и усложнение его функций, связанных с управлением технологическими установками и процессами . Развитие электропривода идет по пути создания систем числового программного управления и расширения использования средств современной микропроцессорной техники.
Это приводит к усложнению систем электроприводов, поэтому большое значение приобретает правильное определение задач, которые могут быть эффективно решены с использованием современных микропроцессорных контроллеров .
Третьей особенностью развития электропривода является стремление к унификации его элементной базы, созданию комплектных электроприводов с использованием современной микроэлектроники и блочно-модульного принципа . Реализация на этой основе идет процесс дальнейшего развития и совершенствования комплектных электроприводов с использованием систем частотного управления электродвигателями переменного тока.
Четвертой особенностью развития современного электропривода является широкое его применение для реализации энергосберегающих технологий при управлении производственными процессами . Развитие промышленности определяет возрастающее значение автоматизированного электропривода, как энергетической основы автоматизации производственных процессов.
Электрический привод является основным потребителем электрической энергии. Из всего объема электроэнергии, вырабатываемой в нашей стране, более 60% преобразуется с помощью электропривода в механическое движение, обеспечивая работу машин и механизмов во всех отраслях промышленности и в быту. В связи с этим энергетические показатели массовых электроприводов малой и средней мощности имеют важнейшее значение при решении технических и экономических задач.
Проблема рационального, экономичного расходования электроэнергии требует сегодня особого внимания. Соответственно, в развитии электропривода требует безотлагательного решения задача рационального проектирования и использования электропривода с точки зрения энергопотребления. Эта проблема требует проведения исследований и разработки мероприятий, направленных на повышение КПД электроприводов и на организацию управления технологическими машинами, уменьшающего потребление ими электроэнергии.
Пятой особенностью развития современного электропривода является стремление к органическому слиянию двигателя и механизма . Это требование определяется общей тенденцией развития техники, направленной на упрощение кинематических цепей машин и механизмов, что стало возможным благодаря совершенствованию систем регулируемого электропривода конструктивно встраиваемого в механизм.
Одним из проявлений этой тенденции является стремление к широкому использованию безредукторною электропривода . В настоящее время созданы мощные безредукторные электроприводы прокатных станов, шахтных подъемных машин, основных механизмов экскаваторов, скоростных лифтов. В этих электроприводах используются тихоходные двигатели , имеющие номинальную скорость вращения от 8 до 120 об/мин. Несмотря на повышенные габариты и массу таких двигателей, применение беэредукторных электроприводов по сравнению с редукторными приводами оправдывается их большей надежностью и быстродействием.
Современное состояние, перспективные задачи и тенденции развития электропривода, определяют необходимость совершенствования его элементной базы.
Перспективы развития элементной базы электропривода
Рассматривая развитие современного электропривода необходимо учитывать, что объективной тенденцией совершенствования электротехнического оборудования является его усложнение, обусловленное повышением требовании технологических процессов и расширением потребительских свойств электротехнических изделий.
В этих условиях основной задачей развития электропривода и его средств управления является наиболее полное удовлетворение требований по автоматизации рабочих машин, механизмов и технологических линий. При этом наиболее эффективно эти возможности могут быть реализованы при использовании современных регулируемых электроприводов с микропроцессорным управлением.
В настоящее время главной задачей является расширение областей применения регулируемых электроприводов переменного тока. Успешное решение этой задачи позволяет повысить электровооруженность труда, механизировать и автоматизировать многие технологические установки и процессы, что значительно увеличит производнтельность труда.
Для этого необходимо решить ряд научно-технических и производственных проблем в области электротехники, так как развитие систем электроприводов требует совершенствования элементов механических передач, электрических двигателей, полупроводниковых силовых преобразователей и микроконтроллеров.
Совершенствование механических преобразователей движения
Комплексное решение вопросов совершенствования современных электроприводов и электромеханических комплексов на их основе требует особого внимания к проектированию и реализации механических преобразователей движения. В настоящее время усиливается тенденция к упрощению механических устройств технологического оборудования и усложнению их электротехнических компонентов.
При проектировании нового технологического оборудования стремятся к использованию «коротких» механических передач и беэредукторных электроприводов. Выполненные исследования показали, что по массогабаритным показателям и КПД безредукторные электроприводы сравнимы с масогабаритными показателями и КПД редукторных электроприводов, если учитывается не только электродвигатель, но и редуктор.
Существенным выигрышем в применении жёстких механических передач и безредукторных электроприводов является достижение более высоких качественных показателей систем управления движением исполнительных органов машин и надёжности механизмов. Это объясняется тем, что протяженные механические передачи, охваченные обратными связями, существенно ограничивают из-за наличия упругих механических колебаний полосу пропускания частот системы управления электропривода.
Простейшие механические передачи общепромышленного применения обычно из-за податливости зубьев, валов и опор имеют несколько резонансных частот упругих колебаний. Если к этому добавить необходимость усложнения механики из-за применения устройств выборки люфтов, то становится очевидно, что применение безредукторных приводов будет все актуальней, особенно для технологического оборудования высокой производительности и качества.
Перспективным направлением развития электроприводов является применение линейных электродвигателей, которые позволяют исключить не только редуктор, по и устройства, преобразующие вращательное движение роторов двигателей в поступательное движение рабочих органов машин. Электропривод с линейным двигателем является органической частью общей конструкции машины, предельно упрощает ее кинематику и создаст возможности для оптимального конструирования машин с поступательным движением рабочих органов.
В последнее время интенсивное развитие получило технологическое оборудование со встроенными в механизм электродвигателями. Примерами таких устройств являются:
- электроинструмент,
- встраиваемые в шарнирные соединения двигатели приводов роботов и манипуляторов,
- электроприводы подъемных лебедок, в которых двигатель конструктивно объединяется с барабаном, выполняющим функции ротора.
В последние годы в отечественной и зарубежной практике определилась тенденция к более глубокой интеграции электромеханическою преобразователя (электродвигателя) с рабочим органом и некоторыми устройствами управления. Это, например, мотор-колесо в тяговом электроприводе, электрошпиндель в шлифовальных станках, челнок — поступательно движущийся элемент линейного электропривода ткацкого оборудования, исполнительный орган координатного построителя с двухкоординатным (X, Y) двигателем.
Указанная тенденция прогрессивна, поскольку интегрированные электроприводы обладают меньшей материалоемкостью, имеют улучшенные энергетические показатели, компактны и удобны в эксплуатации. Однако созданию надежных и экономичных интегрированных электроприводов должны предшествовать комплексные теоретические и экспериментальные исследования, а также конструкторские разработки, выполненные на современном уровне, обязательно включающие оптимизацию параметров, получение оценок надежности. Причём работы в указанном направлении должны выполняться специалистами различных профилей.
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика