Экология СПРАВОЧНИК

Основные требования, предъявляемые к электроприводу

Анализ бумагопроводящих систем, опыт работы бумагоделательных машин и уровень изученности механических технологических процессов позволяют сформулировать основные требования, предъявляемые к автоматизированному регулируемому электроприводу, к которым относятся [29]: изменение рабочей скорости машины; стабилизация рабочей скорости; обеспечение вспомогательной скорости; изменение скоростей секций машины; стабилизация скоростей секций; качество процесса стабилизации скоростей секций; стабилизация распределения нагрузок между электродвигателями многоприводных секций; стабилизация натяжения бумажного полотна; управление секционным электроприводом.[ . ]

Для машин, вырабатывающих бумагу писчую и для печати, диапазон регулирования рабочей скорости составляет от 1 :Здо 1 . 5, для машин, изготавливающих техническую и высокосортную бумагу, — от 1:8 до 1 : 10, для картоноделательных машин — от 1 : 4 до 1 : 8.[ . ]

Ввиду того, что срок службы бумагоделательных машин составляет десятки лет и они могут работать 5—10 лет (иногда и больше) без существенной модернизации, для создания резерва скорости на этот период максимальная скорость по приводу машин выбирается на 15—30 % больше максимальной рабочей скорости.[ . ]

Во избежание недопустимых колебаний массы 1 м2 бумаги из-за колебаний скорости машины требуется стабилизация установленной скорости во всем рабочем диапазоне.[ . ]

Стандарты на бумагу допускают колебания массы 1 м2 бумаги ± (3—5) %. Ввиду того, что причинами изменения массы 1 м2 бумаги являются кроме колебаний скорости машины еще колебания количества подаваемой на сетку массы, ее концентрации и т. п., допустимые колебания скорости машины должны быть меньше, чем допустимые колебания массы 1 м2 бумаги. Рабочая скорость машины поддерживается с точностью ±(0,1—0,3) %. Для осмотра одежды машины и ее расправки после смены, а также ряда других операций необходимо иметь возможность обеспечения для отдельных секций пониженной, так называемой вспомогательной скорости (20—40 м/мин).[ . ]

Высокой стабилизации вспомогательной скорости не требуется.[ . ]

В процессе выработки бумаги на машине отлитое на сетке бумажное полотно по мере перехода от одной секции к другой претерпевает ряд деформаций. Между секциями машины бумажное полотно должно проходить с натяжением во избежание складок и короблений, а также для возможности его отрыва от прессовых и других валов при прилипании Натяжение полотна в межсекционных промежутках осуществляется за счет обеспечения определенной разности скоростей между предыдущей и последующей секциями.[ . ]

В сушильной части полотно испытывает усадку, и для уменьшения напряжений в полотне при переходе из одной сушильной группы в другую часто скорости сушильных групп (по отношению одна к другой) по ходу полотна уменьшают.[ . ]

При различном ассортименте бумаги, вырабатываемой на ед-ной машине, для каждого вида бумаги устанавливаются свои соотношения скоростей. Поэтому электропривод должен позволять вручную изменять в небольших пределах скорость каждой секции машины. Диапазон изменения скоростей составляет для секций мокрой части машины ±5 %, для остальных секций ±3, для наката +10-=—3 %.[ . ]

Причин, нарушающих установленные скорости секций, много, но основной следует считать изменение нагрузок Возможные максимальные изменения нагрузок секций по отношению к средним рабочим значениям следующие (%): в сеточной части 30— 40, в прессовой 25—40, в сушильной 30—50, каландра (при обрыве бумаги) 50, наката (при обрыве бумаги) 60. При указанных изменениях нагрузок скорость электродвигателей без применения регуляторов скорости может измениться до 10 %. Поэтому секционные электроприводы машин должны обязательно оснащаться автоматическими системами регулирования скоростей секций (АСРСС) для уменьшения их изменения.[ . ]

В простейшем понимании электропривод представляет собой электромеханическую систему, предназначенную для преобразования электрической энергии в механическую, приводящую в движение рабочие органы различных машин. Однако на современном этапе на электропривод часто возлагается задача управления движением рабочих органов по заданному закону, с заданной скоростью или по заданной траектории, поэтому более точно можно сказать, что электропривод – это электромеханическое устройство, предназначенное для приведения в движение рабочих органов различных машин и управления этим движением.

Как правило, электропривод состоит из электродвигателя, осуществляющего непосредственное преобразование электрической энергии в механическую, механической части, передающей энергию от двигателя к рабочему органу, включающий рабочий орган и устройства управления двигателем, осуществляющего регулирование потока энергии от первичного источника к двигателю. В качестве устройства управления может быть использован как простейший выключатель или контактор, так и регулируемый преобразователь напряжения. В совокупности перечисленные устройства образуют энергетический канал привода. Для обеспечения заданных параметров движения привода предназначен информационно-управляющий канал, в состав которого входят информационные и управляющие устройства, обеспечивающие получение информации о заданных параметрах движения и выходных координатах и реализующие определенные алгоритмы управления. К ним относятся, в частности, различные датчики (угла, скорости, тока, напряжения и др.), цифровые, импульсные и аналоговые регуляторы.

Как к любому техническому объекту, к электроприводу предъявляются разнообразные технические требования. Рассмотрим общие, наиболее характерные из них.

Требования по надежности, в соответствии с которыми электропривод должен выполнять заданные функции в определенных условиях, в течение определенного промежутка времени и с заданной вероятностью безотказной работы. Если эти требования не выполняются или не подтверждаются, то все остальные его качества могут оказаться бесполезными. Требования по надежности могут существенно отличаться в зависимости от назначения привода. Например, от электропривода рулевой машины боевой ракеты не требуется большого ресурса работы, однако вероятность отказа в течение этого небольшого промежутка времени должна быть очень низкой. Наоборот, время работы электропривода компрессора бытового холодильника должно быть достаточно продолжительным, а его отказ не связан с катастрофическими последствиями, и требования по вероятности безотказной работы не такие жесткие.

Точность или отличие каких-либо показателей движения от заданных, которое не должно превышать некоторых допустимых значений. Электропривод должен поддерживать на заданном уровне ускорение, скорость, угол или момент рабочего органа, обеспечивать перемещение рабочего органа на заданный угол и за заданное время и т.д. Например, электропривод звукозаписывающего или воспроизводящего устройства высокого класса должен обеспечить стабильность скорости вращения не хуже десятых или даже сотых долей процента.

Быстродействие, т.е. способность электропривода достаточно быстро реагировать на различные управляющие и возмущающие воздействия. Этот показатель тесно связан с показателем точности. Например, в следящем электроприводе при быстром и частом изменении управляющих сигналов, чем выше быстродействие привода, тем меньше будет ошибка воспроизведения заданного движения.

Качество переходных процессов, под которым, как и в теории автоматического управления, понимается обеспечение определенных закономерностей их протекания. Требования к качеству чаще всего формулируются, исходя из особенностей функционирования машин или рабочих органов, в которых устанавливается электропривод. Например, в приводах манипуляторов иногда недопустимо перерегулирование, так как оно может привести к выходу из строя технологического оборудования, иногда регламентируется время переходного процесса и т.д.

Энергетическая эффективность. Поскольку любой процесс передачи и преобразования электрической энергии связан с ее потерями, важно знать, какова доля этих потерь. Особенно это важно при использовании электропривода в подвижных объектах, переносной аппаратуре или электроприводах большой мощности и длительным режимом работы. Энергетическая эффективность оценивается к.п.д. – отношением полезно истраченной энергии к ее полному расходу в данном процессе. В любом случае необходимо стремиться к максимальному к.п.д. привода.

Совместимость электропривода с аппаратурой технического комплекса, в котором он используется, с системой электроснабжения, информационной системой и, наконец, с самим рабочим органом и прибором, в котором он установлен. Особенно остро вопросы совместимости стоят для электроприводов бытовой и медицинской техники, ортопедических устройств, радиотехнических приборов и систем.

Смотрите так же:  Как оформить субсидию в одессе 2018

В настоящем курсе мы попытаемся рассмотреть принципы построения, основные характеристики, динамические модели и структуру электроприводов, построенных на основе наиболее распространенных в настоящее время двигателей постоянного и переменного тока и выделенных в отдельный класс вентильных двигателей. Ознакомимся с методами выбора отдельных элементов привода и синтезом некоторых регуляторов с учетом перечисленных выше требований.

ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ЭЛЕКТРОПРИВОДУ ЛИФТОВ

Для качественного выполнения операций по транспор­тировке грузов и пасса-жиров при высокой производи­тельности электропривод лифтов должен обеспечить: реверсивную работу двигателя; плавный пуск и томожение при условии, чтобы ус-корения и замедления, а также их производные не превышали установленные нор —

мы; минимальное время переходных процессии; точную остановку кабины против уровня пола этажа.

Выполнение этих требований связанос некоторыми особенностями работы лифтов, которые хорошо видны из формулы производительности пассажирского лифта (чис­ла перевезённых пассажиров в час):

где Ек — номинальная грузоподъём­ность кабины, т.е. число пассажиров без проводника; Н-высота подъёма, м; vк — скорость движения кабины, м/с; Et — время, затрачиваемое на всех остановках на открывание и закрывание дверей, вход и выход пассажиров, разгон и торможение кабины, с; у- коэффициент загрузки ка­бины, зависящий от потока пассажиров; для лифтов 6-10-этажных зданий у = 0,6-0,8.

Из формулы (4-1); следует, что производитель­ность лифта прямо пропорцио-нальна ёмкости кабины и определяется скоростью движения, но не в прямой пропор-ции. Для лифтов с большими кабинами в (4-1) зна­чительно возрастает знаменатель, зависящий в основном от времени входа и выхода пассажиров из кабины.

Лифты с большой скоростью движения кабины (свы­ше 2м/с), если она должна делать остановки на каждом этаже, фактически не используются по скорости, ибо на одном перегоне между этажами (при Н=3,2-3,6м) по условиям заданного ускорения кабина не может развить скорость выше 1,6-1,8м/с, так как по достижении такой скорости её опять требуется снижать для обеспечения точной остановки. Скорость кабины более 1,5м/с прини­мается для скоростных лифтов в том случае, если они работают с экспрессными зонами, т. е. обслуживают не все этажи подряд, а кратные 2 или 5. Междуэкспрессные зоны обслуживаются с меньшими скоро­стями движения.

Допустимые значения ускорения кабины при пуске и замедления её при оста-новке в нормальных режимах работы для тихоходных и быстроходных лифтов со-ставляют 1,5м/с 2 , для скоростных лифтов 2,5м/с 2 . Максималь­ное замедление при остановке кнопкой «Стоп» не должно превышать 3,0м/с 2 . Наибольшая допустимая скорость изменения ускорения (производная ускорения по времени-рывок) огра-ничивается значениями 3-10м/с 3 . Ог­раничение ускорения определяется нормальным самочувствием пассажиров независимо от их возраста и состояния здоровья, а также необходимо в целях сниже­нии динамических нагрузок на канаты и кабину лифта.

Дли обеспечения удобства и безопасного входа и вы­хода пассажиров, загруз-ки и выгрузки грузов, а также для сокращения длительности этих процессов кабина лифта после торможения должна остановиться против уровня этажной площадки с заданной степенью точности. Неточная остановка в пассажирских лифтах влечёт за собой увеличение времени входа и выхода пассажиров, в грузовых лифтах — затруд-няет, а в некоторых случаях делает невозможной загрузку и разгрузку кабины.

При автоматизации подъёмной установки какие-либо действия оператора ис-ключаются, и управление процес­сом точной остановки полностью возлагается на элек­тропривод, что в ряде случаев оказывает решающее зна­чение на выбор типа электропривода лифта. Для обеспе­чения точной остановки кабины обычно применяя-ют сни­жение её скорости перед остановкой.

Дата добавления: 2014-11-13 ; просмотров: 135 ; Нарушение авторских прав

Требования к электроприводам лифтов

Лифт представляет собой единую электромеханическую систему, динамические характеристики которой зависят как от параметров механической части, так и от структуры и параметров электрической части. Кинематическая схема лифта оказывает существенное влияние на требования, предъявляемые к двигателю и системе управления электроприводом.

Так, в случае полностью уравновешенной механической системы (сила тяжести кабины с грузом равна силе тяжести противовеса и уравновешивающий канат компенсирует изменение нагрузки вследствие изменения длины подъемного каната при перемещении кабины) отсутствует активный момент нагрузки на канатоведущем шкиве, а двигатель при этом должен развивать момент, обеспечивающий преодоление момента трения в механической передаче, и динамический момент, обеспечивающий разгон и торможение кабины.

При отсутствии противовеса двигатель должен дополнительно преодолевать момент, создаваемый силой тяжести кабины с грузом, что требует увеличения мощности двигателя, его массы и габаритов. При этом, если в процессе разгона и торможения двигатель развивает одинаковый по величине момент, будут существенно различаться величины ускорения в этих режимах, а для их выравнивания требуется принятие дополнительных мер, что повышает требования к регулировочным характеристикам электропривода и усложняет систему управления.

Правда, наличие противовеса не может полностью устранить неравномерность нагрузки вследствие изменения загрузки кабины, однако абсолютная величина нагрузки существенно уменьшается.

Наличие противовеса облегчает также работу электромеханического тормоза и позволяет уменьшить его габариты и массу, так как при этом существенно уменьшается величина момента, требуемого для удержания кабины на заданном уровне при отключенном двигателе (при полностью уравновешенной системе этот момент равен нулю).

В свою очередь, выбор типа электропривода и параметров электродвигателя может повлиять на кинематическую схему лифта. Так, при использовании высокоскоростного асинхронного привода неизбежно наличие редуктора в механической передаче для согласования скоростей электродвигателя и канатоведущего шкива.

При выборе электропривода постоянного тока часто используются тихоходные двигатели, частота вращения которых совпадает с требуемой частотой вращения канатоведущего шкива, что исключает необходимость применения понижающего редуктора. Это упрощает механическую передачу и уменьшает потери мощности в этой передаче. Система получается достаточно бесшумной.

Однако, при сопоставлении вариантов редукторного и безредукторного приводов проектировщик должен учитывать также то обстоятельство, что тихоходный двигатель имеет значительно большие габариты и массу, увеличенный момент инерции якоря.

Режим работы электропривода лифта характеризуется частыми включениями и отключениями. При этом можно выделить следующие этапы движения:

разгон электродвигателя до установившейся скорости,

движение с установившейся скоростью,

уменьшение скорости при подходе к этажу назначения (непосредственно до нуля или до малой скорости дотягивания),

торможение и остановка кабины лифта на этаже назначения с требуемой точностью.

При этом необходимо учитывать, что этап движения с установившейся скоростью может отсутствовать, если сумма путей разгона до установившейся скорости и торможения с установившейся скорости меньше расстояния между этажами отправления и назначения (при поэтажном разъезде).

Одним из основных требований, предъявленных к электроприводу лифтов, является обеспечение минимального времени движения кабины от исходного этажа положения кабины до этажа назначения по вызову или приказу. Отсюда естественно вытекает стремление повышать установившуюся скорость движения лифта для повышения его производительности, однако увеличение этой скорости далеко не всегда является оправданным.

Лифты с большой скоростью движения кабины в том случае, когда последняя должна делать остановки на каждом этаже, по существу не используются по скорости, так как на перегоне между этажами введены ограничения ускорения и замедления, кабина не успевает достигнуть номинальной скорости, поскольку путь разгона до этой скорости в этом случае обычно больше половины междуэтажного расстояния.

Исходя из указанного выше, в зависимости от условий работы целесообразно использовать приводы, обеспечивающие различные установившимися скорости движения.

Смотрите так же:  Образец приказа по праздничному дню 4 ноября

Например, в зависимости от назначения рекомендуется применять пассажирские лифты со следующими номинальными скоростями:

в зданиях: до 9 этажей — от 0,7 м/с до 1 м/с;

от 9 до 16 этажей — от 1 до 1,4 м/с;

в зданиях от 16 этажей — 2 и 4 м/с.

Рекомендуется при установке в зданиях лифтов со скоростью более 2 м/с иметь экспрессные зоны, т.е. лифты должны обслуживать не все этажи подряд, а, например, кратные 4-5. В междуэкспрессных зонах лифты должны работать с меньшими скоростями движения. При этом используются схемы управления, которые с помощью переключений скоростей могут задавать два режима работы электропривода: с высокой скоростью при экспрессных зонах и с пониженной скоростью для поэтажного разъезда.

На практике при установке в одном подъезде, например, двух лифтов часто используется простое решение, при котором система управления обеспечивает остановку одного лифта только на нечетных этажах, а другого — только на четных. Это увеличивает использование скоростных возможностей приводов, а следовательно, повышает производительность лифтов.

Помимо основной скорости движения кабины, которая во многом определяет производительность лифта, электропривод и система управления лифтом с номинальной скоростью более 0,71 м/с должны обеспечивать возможность движения кабины со скоростью не более 0,4 м/с, что необходимо для контрольного обследования шахты (режим ревизии).

Одним из важнейших требований, выполнение которого в существенной мере, зависит от структуры электропривода и системы его управления, является необходимость ограничения ускорений и замедлений кабины и их производных (рывков).

Максимальная величина ускорения (замедления) движения кабины при нормальных режимах работы не должна превышать: для всех лифтов, кроме больничного, 2 м/с2, для больничного лифта — 1 м/с2.

Производная ускорения и замедления (рывок) правилами не регламентируется, однако необходимость его ограничения, как и ограничение ускорения, определяется необходимостью ограничения динамических нагрузок в механической передаче во время переходных процессов и задачей обеспечения требуемого комфорта для пассажиров. Ограничение величин ускорения и рывка должно обеспечивать высокую плавность переходных процессов и тем самым исключить отрицательное влияние на самочувствие пассажиров.

Требование ограничения ускорений и рывков допустимыми значениями вступает в противоречие с указанным выше требованием обеспечения максимальной производительности лифта, так как из него вытекает, что длительность разгона и замедления кабины лифта не может быть меньше определенной величины, определяемой этим ограничением. Отсюда следует, что для обеспечения максимальной производительности лифта во время переходных процессов электропривод должен обеспечивать разгон и замедление кабины с максимальными допустимыми значениями ускорения и рывка.

Важным требованием к электроприводу лифта является обеспечение точной остановки кабины на заданном уровне. Для пассажирских лифтов малая точность остановки кабины снижает его производительность, поскольку увеличивается время входа и выхода пассажиров, а также уменьшается комфортабельность лифта и безопасность пользования лифтом.

В грузовых лифтах неточная остановка затрудняет, а в некоторых случаях делает невозможной разгрузку кабины.

В ряде случаев необходимость обеспечения требований точности остановки оказывает решающее влияние на выбор системы электропривода лифта.

В соответствии с правилами, точность остановки кабины на уровне этажной площадки должна удерживаться в пределах, не превышающих: для грузовых лифтов, загружаемых посредством напольного транспорта, и для больничных — ±15 мм, а для остальных лифтов — ±50 мм.

В тихоходных лифтах невелик путь торможения, поэтому и возможное изменение этого пути, вызывающее неточность остановки, мало. Поэтому в таких лифтах выполнение требований точности остановки обычно не вызывает трудностей.

С увеличением скорости лифта увеличивается и возможный разброс положений остановки кабины, что обычно требует принятия дополнительных мер для выполнения требований к точности остановки.

Естественным требованием к электроприводу лифта является также возможность его реверсирования для обеспечения подъема и опускания кабины.

Частота включений в час для пассажирских лифтов должна составлять 100-240, а для грузовых — 70-100 при продолжительности включений 15-60%.

Кроме того, правилами предусмотрен ряд дополнительных требований к электроприводу лифта, определяемые необходимостью обеспечения безопасности его эксплуатации.

Напряжение силовых электрических цепей в машинных помещениях должно быть не выше 660 В, что исключает возможность применения двигателей с большим номинальным напряжением.

Снятие механического тормоза должно быть возможно только после создания (электрического момента, достаточного для нормального разгона электродвигателя.

В асинхронных электроприводах, применяемых обычно на тихоходных и быстроходных лифтах, выполнение этого требования обычно обеспечивается тем, что напряжение питания подается на электродвигатели одновременно с подачей напряжения на электромагнит тормоза. В электроприводах постоянного тока, применяющихся на скоростных лифтах, перед снятием тормоза на схему управления обычно подают сигнал задания момента и тока двигателя, достаточного для удержания кабины на уровне площадки без тормоза (задание начального тока).

Остановка кабины должна сопровождаться наложением механического тормоза. Отключение электродвигателя при остановке кабины должно происходить после наложения тормоза.

В случае неисправности механического тормоза при нахождении кабины на уровне этажной площадки электродвигатель и питающий его преобразователь должны оставаться включенными и обеспечивать удержание кабины на уровне площадки.

Включение предохранителей, выключателей или других различных устройств в цепь якоря между двигателем и питающим его преобразователем не допускается.

В случае перегрузки электродвигателя, а также при коротком замыкании в силовой цепи или в цепях управления электроприводом, должно быть обеспечено снятие напряжения с приводного электродвигателя лифта и наложение механического тормоза.

Требования к электроприводам

Раздел содержит 8 подразделов в которых собраны и описаны общие технические требования к электроприводной технике. Раздел содержит ссылки на нормативные документы регламентирующие технические требования. В данной статье представлены оглавление раздела и подраздел 5.1 включающий перечень основных технических требований с указанием численных значений.

5 ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

5.1 Технические требования
5.1.1 Электроприводы должны изготавливаться в соответствии с требованиями настоящего стандарта и ТУ на электроприводы конкретных типов по рабочим чертежам, утвержденным б установленном порядке. Электроприводы, работающие в специальных средах, должны изготавливаться в соответствии и с требованиями ГОСТ 24682.
5.1.2 Применяемые в электроприводах комплектующие изделия должны соответствовать стандартам и ТУ на них, а также условиям их работы в составе электроприводов.
В качестве приводных двигателей используют серийные двигатели, а также двигатели специального исполнения.
Условия применения двигателей в составе электроприводов должны быть оговорены в ТУ на двигатели конкретных типов.
5.1.3 Питание электроприводов должно предусматриваться от трехфазных сетей переменного тока частоты 50 (60) Гц.
Питание внутренних систем электроприводов должно предусматриваться от трехфазного напряжения переменного тока 380 или 660 В частотой 50 (60) Гц, а также от постоянного тока 220 В.
Работа электропривода не должна приводить к отклонению качества электроэнергии питающей сети от требований ГОСТ 13109.
5.1.4 Электроприводы должны обеспечивать нормальную безаварийную работу с сохранением номинальной мощности при:
— отклонениях напряжения питающей сети от номинального значения до ±10 %;
— отклонениях напряжения питания внутренних систем от +10 до -15 %;
— отклонениях частоты питающей сети до ±2,5 %,
— одновременном отклонении напряжения до ±10 % и частоты до ±2,5 % при условии, что при работе с повышенным напряжением и пониженной частотой или с пониженным напряжением и повышенной частотой сумма абсолютных значений отклонений напряжения и частоты не превышает 10 %.
5.1.5 Электроприводы должны сохранять работоспособность (без поддержания нормируемых параметров) при кратковременном (до 60 с) снижении напряжения питания до 80 % номинального значения при номинальной частоте сети и номинальной нагрузке двигателя. По согласованию с заказчиком допускается снижение напряжения питания до 75 % номинального значения.
5.1.6 Электроприводы должны обеспечивать режим автоматического самозапуска после кратковременного (до 2,5 с) перерыва питания при появлении напряжения на шинах питающей сети и/или собственных нужд в режиме автоматического управления. Начальное значение напряжения должно оговариваться в ТУ на электроприводы конкретных типов.
5.1.7 Электроприводы должны сохранять работоспособность (без поддержания нормируемых параметров) при работе в аварийных режимах со следующими неоднократными отклонениями частоты питающей сети:
— в диапазоне минус (2,5—4,0) % продолжительностью не более 5 мин;
— в диапазоне минус (4,0—6,0) % продолжительностью не более 1 мин;
— в диапазоне минус (6,0—8,0) % продолжительностью не более 10 с.
После прекращения действий указанных условий эксплуатации изделия должны восстанавливать требуемую точность и номинальные параметры.
5.1.8 Маркировка, консервация и упаковка
Маркировка составных частей электроприводов должна соответствовать ГОСТ 18620 и сохраняться в процессе эксплуатации и хранения.
Маркировка тары — по ГОСТ 14192.
Консервация и упаковка — по ГОСТ 23216.
Категория упаковки и внутренняя упаковка должны быть указаны в ТУ на электроприводы конкретных типов.

Смотрите так же:  Как ограничить полномочия генерального директора ооо

Требования к электроприводам и системам управления конвейерных установок

Рассмотрение условий работы конвейерных установок позволяет определить основные требования к электроприводам и системам управления с учётом особенностей их статических и динамических свойств.

Электроприводы конвейерных установок должны обеспечивать работу в длительном режиме при переменной нагрузке без реверсирования направления движения. В некоторых случаях, например, при работе конвейерной установки на уклон, электропривод должен работать как в двигательном, так и в тормозном режимах. В случае последовательной установки нескольких конвейеров, работающих с перевалкой транспортируемого материала с одного конвейера на другой в общей технологической цепочке, должна быть обеспечена очерёдность их включения и отключения. Включение конвейеров должно происходить в направлении встречном грузопотоку, а отключение — в направлении грузопотока для устранения завалов в точках перегрузки.

Для магистральных конвейеров, работающих с переменной нагрузкой в течение длительных промежутков времени, считается целесообразным регулирование скорости тягового органа для обеспечения постоянной нагрузки грузонесущей ветви конвейера. Это позволяет повысить энергоэффективность использования конвейерных установок, сократить пробег тягового органа, следовательно, увеличить ресурс дорогостоящей конвейерной ленты.

Для многоприводных конвейеров электропривод должен обеспечить выравнивание нагрузок между двигателями и устранять проскальзывание ленты относительно барабанов.

С целью ограничения динамических нагрузок, обеспечения надёжного сцепления ленты с барабаном и транспортируемого груза с лентой электропривод конвейерных установок, особенно при их большой длине, должен ограничивать ускорение при пуске допустимой величиной и устранять колебательные динамические нагрузки.

В случае применения регулируемых электроприводов, обеспечивающих процессы плавного пуска, регулирования скорости лены конвейерной установки, ограничения динамических нагрузок и выравнивания нагрузок между приводными двигателями, минимальный диапазон регулирования скорости должен быть 10:1.

Общие требования к электроприводу

Сформулируем общие требования к электроприводу как к системе, ответственной за управляемое электромеханическое преобразование энергии, т. е. определим главные показатели, которые характеризуют электропривод [2-4].

  • 1. Надежность. Как и любой технический объект, электропривод обязан выполнять заданные функции в оговоренных условиях в течение определенного промежутка времени. Если это не обеспечено, все остальные его качества окажутся бесполезными, именно поэтому требование надежности является основным показателем, характеризующим электропривод.
  • 2. Точность. Этот показатель относится к главной функции электропривода – осуществлять управляемое движение. Правильнее говорить не о точности вообще, а об обеспечении приводом необходимой точности, т. е. об отличии какого-либо показателя движения от заданного, не превышающего допустимого значения. Так, неточность остановки кабины даже очень хорошего лифта может достигать ± I мм; погрешность позиционирования-щупа, осуществляющего тестирование микросхемы в процессе ее изготовления, не должна превышать ± 10 мкм и т. д. Электропривод должен поддерживать на заданном уровне скорость движения ленты транспортера независимо от его загрузки, силу натяжения проволоки или нити при их перемотке, ускорение центрифуги при испытании в ней биологических объектов; при этом всегда существуют допустимые отклонения от заданных значений, выходить за которые уже нельзя.
  • 3. Быстродействие – способность системы достаточно быстро реагировать на различные воздействия. Здесь, конечно, опять речь идет о необходимом, нужном быстродействии. Например, нужно очень быстро, за сотые доли секунды, устранять отклонения от заданного положения антенны радиотелескопа, вызванные порывами ветра. Напротив, неумеренно быстрое трогание с места трамвая приводит к неприятным последствиям. Быстродействие, очевидно, связано с какими-то изменениями во времени, с динамическими процессами в системе.
  • 4. Качество динамических процессов, т. е. обеспечение определенных закономерностей их протекания во времени. Например, в лифте хорошее качество электропривода не чувствительно для человека при трогании и замедлении. Например, в лифте каждый испытывал разницу между хорошо функционирующим приводом, когда ускорение и замедление неощутимы, и плохим приводом, когда динамический процесс сопровождается неприятными ощущениями даже у абсолютно здоровых пассажиров.
  • 5. Энергетическая эффективность. Этот показатель стал особенно существенным в последнее время. Поскольку любой процесс передачи и преобразования энергии сопровождается ее потерями, важно, какова удельная доля этих потерь. Яснее всего, пожалуй, применительно к электроприводу этот показатель выразится удельным расходом электроэнергии на получение конечного технологического результата. Например, если электропривод выполняет операцию сматывания в бухту проволоки данного диаметра и материала, получаемой с волочильного стана, то важно, сколько электроэнергии будет затрачено, например, на 1 т готовой продукции, конечно, при заданном ее качестве (здесь будут существенны предыдущие показатели). Для электропривода пресса будет интересен расход энергии на 1 т деталей данного типа и т. п. Часто энергетическую эффективность оценивают коэффициентом полезного действия (КПД) – отношением полезно истраченной энергии к ее полному расходу в данном процессе.
  • 6. Совместимость электропривода с системой электроснабжения и информационной системой более высокого уровня является важным показателем, который стал существенным лишь в последнее время, когда в состав электропривода вошли полупроводниковые преобразователи, генерирующие высшие гармоники и в силу этого вредно влияющие на питающую сеть, а иногда и на электронные управляющие устройства.
  • 7. Ресурсоемкость, т. е. материалоемкость и энергоемкость, заложенные в конструкцию и технологию производства, трудоемкость при изготовлении, монтаже, наладке, эксплуатации, ремонте. Этот показатель, как легко видеть, самый сложный, комплексный, связанный как с перечисленными показателями, так и с уровнем технологии, экономической ситуацией, со многими другими факторами. Приведем здесь лишь один пример, характеризующий конъюнктурный характер этого показателя. Рассмотрим изменение массы промышленных асинхронных короткозамкнутых электродвигателей общего назначения небольшой мощности (1–10 кВт), являющихся главным элементом простейшего массового электропривода. В Японии, где мало природных ресурсов, но очень высок уровень технологии, с 1950 по 1986 гг. масса таких двигателей снизилась в среднем в 2,5 раза за счет лучших материалов, лучшего качества их обработки, оптимальной конструкции и т. п. По имеющимся прогнозам процесс снижения массы двигателей там еще продолжается. В США до середины 70-х годов XX в. также происходило снижение массы таких двигателей, однако сейчас в связи с повышением цен на энергию и большими запасами материалов резко выросло производство так называемых энергосберегающих двигателей, масса которых увеличена, по сравнению с обычными на 40–50 %.

Мы рассмотрели основные показатели электропривода. Кроме них имеется ряд дополнительных показателей, таких как комплектность, заводская готовность, эргономические и дизайнерские характеристики, которые иногда могут оказаться решающими.

Требования к электроприводам