Применение в электроприводах двигателей с расширенными регулировочными свойствами

В этой главе рассматриваются электроприводы, которые условно объединены в группу электроприводов специального назначения. К ним отнесены электроприводы с перспективными видами двигателей, использование которых позволяет получить новые свойства и характеристики электропривода. Они рассмотрены в § 6.1−6.5. В этой же главе рассмотрены электроприводы следящие с программным и адаптивным управлением (§ 6.7, 6.9) Отметим, что рассмотренные типы электроприводов далеко не исчерпывают всех видов электроприводов со специальными свойствами и характеристиками.

Как уже отмечалось выше, характер движения исполнительный органов рабочих машин отличается большим многообразием. Часть исполнительных органов — крыльчатки насосов, шпиндели шлифовальных станков, барабаны центрифуг и т. д. — совершают вращательное движение с большой скоростью. Другая часть исполнительных органов должна совершать вращательное движение с небольшой скоростью, например ведущие звездочки подвесных дорог, эскалаторов, барабаны подъемных лебедок и т. д. Многие исполнительные органы совершают поступательное движение — ленты транспортеров и конвейеров, кабины подъемников, стол строгального станка. Некоторые исполнительные органы при выполнении ими технологических операций должны совершать дискретное или возвратно-поступательное движение.

До относительно недавнего времени основным типом электродвигателя оставался двигатель вращательного движения. Для получения требуемого характера движения исполнительных органов в этих случаях использовались различного вида механические передачи, которые преобразовывали вращательное движение вала двигателя в требуемое движение исполнительного органа. Часто такие механические передачи оказываются громоздкими, дорогостоящими, ненадежными в эксплуатации, что снижает технико-экономические показатели работы электропривода и рабочей машины в целом.

Прогрессивным явлением в развитии электромашиностроения и электропривода стали разработка и практическое применение электродвигателей других видов движения поступательного и возвратно-поступательного, дискретного (шагового), вращательного с малой скоростью. Применение таких двигателей позволяет упростить, а в ряде случаев исключить механическую передачу, улучшить компоновку кинематической цепи рабочей машины и снизить в ней потери мощности. Другими словами, применение двигателей с характером движения, соответствующим требуемому движению исполнительных органов, позволяет существенно повысить технико-экономические показатели рабочих машин и их электроприводов. К таким двигателям в первую очередь следует причислить линейные и шаговые.

Часто от исполнительных органов рабочих машин требуется быстрое изменение скорости и направления их движения или, другими словами, их высокое быстродействие. Для обеспечения характера движения электродвигатели должны иметь минимально возможные собственные электромагнитную и механическую инерционности и развивать значительные вращающие моменты. К двигателям с этими свойствами относятся двигатели с гладким якорем и малоинерционными якорями (роторами) — полыми цилиндрическими, дисковыми или удлиненными малого диаметра.

Как уже было показано, высокими и относительно легко реализуемыми регулировочными свойствами обладает ДПТ независимого возбуждения. Однако у этого ДПТ есть существенный недостаток — наличие коллектора, что, с одной стороны, усложняет его эксплуатацию, а с другой — повышает массу, габариты и стоимость электрической машины и расход дефинитной меди. Стремление сочетать высокие регулировочные свойства ДПТ независимого возбуждения с дешевизной и простотой двигателей переменного тока привело к созданию и широкому внедрению так называемого вентильного двигателя.

В настоящей главе кратко рассматриваются свойства и характерные особенности электроприводов с двигателями, обладающими теми или иными специфическими свойствами.