Fitur pengembangan penggerak listrik modern

Tugas meningkatkan penggerak listrik modern

Sehubungan dengan runtuhnya Uni Soviet dan restrukturisasi masyarakat, perubahan signifikan terjadi dalam organisasi pekerjaan industri kelistrikan di Rusia. Selama periode pengembangan intensif industri elektroteknik, pabrik baru untuk produksi komponen penggerak listrik dibangun terutama di Republik Persatuan. Oleh karena itu, setelah runtuhnya Uni Soviet, banyak perusahaan elektroteknik berada di luar Rusia, yang memerlukan restrukturisasi struktur industri elektroteknik, akibatnya banyak pabrik mengubah dan memperluas jangkauan produk.

Penurunan volume produk industri dari perusahaan Rusia pada akhir abad ke-20 menyebabkan penurunan konsumsi listrik di negara tersebut. Pada periode 1986 hingga 2001, pengurangan konsumsi listrik di Rusia terjadi sebesar 18% (dari 1082,2 miliar kWh menjadi 888 miliar kWh), dan di negara-negara CIS bahkan lebih - sebesar 24% (dari 1673,5 miliar kWh menjadi 1275 miliar kWh).Hal ini menyebabkan penurunan kebutuhan akan penggerak listrik baru, yang memengaruhi laju perkembangannya.

Namun, pada akhir abad ke-20 di Rusia otomatis gerakan yang ditenagai oleh listrik tetap menjadi konsumen utama energi listrik dan terus berkembang sebagai cabang teknik kelistrikan dan sebagai salah satu jurusan utama teknik kelistrikan. Berkat pencapaian industri kelistrikan di bidang pembuatan mesin listrik, trafo, perangkat listrik, peralatan konversi energi, penggerak listrik modern mampu memenuhi persyaratan tinggi untuk otomatisasi mekanisme dan jalur teknologi yang dilayaninya.

Analisis keadaan elektrifikasi industri saat ini dan pengembangan sistem otomasi terintegrasi menunjukkan bahwa basisnya adalah penggerak listrik variabel, yang semakin banyak digunakan di semua bidang kehidupan dan aktivitas masyarakat - dari produksi industri hingga bidang kehidupan sehari-hari.

Karena peningkatan berkelanjutan dari karakteristik teknis penggerak listrik, mereka menjadi dasar kemajuan teknis modern di semua bidang aplikasi. Pada saat yang sama, sejumlah kekhasan diamati dalam pengembangan penggerak listrik otomatis modern, karena keadaan basis elemennya dan kebutuhan produksi.

Karakteristik pertama penggerak listrik pada tahap perkembangannya ini adalah perluasan bidang penerapan penggerak listrik variabel, terutama karena pertumbuhan kuantitatif dan kualitatif penggerak AC frekuensi variabel.

Perbaikan yang dilakukan dalam beberapa tahun terakhir pada konverter frekuensi thyristor dan transistor telah mengarah pada pengembangan intensif penggerak listrik yang dapat disesuaikan menggunakan motor listrik asinkron dengan desain yang lebih sederhana dan dengan konsumsi logam yang lebih rendah, yang menyebabkan perpindahan penggerak listrik arus searah yang dapat dikontrol, yang saat ini memiliki aplikasi dominan di Rusia.

Karakteristik kedua dari pengembangan penggerak listrik modern adalah peningkatan persyaratan untuk indikator dinamis dan statis penggerak listrik, perluasan dan komplikasi fungsinya terkait dengan pengelolaan instalasi dan proses teknologi... Perkembangan penggerak listrik mengikuti jalur penciptaan sistem kontrol digital dan memperluas penggunaan modern teknologi mikroprosesor.

Ini mengarah pada kompleksitas sistem penggerak listrik, oleh karena itu, penentuan tugas yang benar yang dapat diselesaikan secara efektif menggunakan pengontrol mikroprosesor modern.

Ciri ketiga dari pengembangan penggerak listrik adalah keinginan untuk menyatukan basis elemennya, membuat penggerak listrik lengkap menggunakan mikroelektronika modern dan prinsip blok-modul... Implementasi dasar ini adalah proses pengembangan dan peningkatan lebih lanjut dari penggerak listrik lengkap drive menggunakan sistem kontrol frekuensi untuk motor AC.

Karakteristik keempat dari pengembangan penggerak listrik modern adalah penggunaannya yang meluas untuk penerapan teknologi hemat energi dalam pengelolaan proses produksi... Perkembangan industri menentukan semakin pentingnya penggerak listrik otomatis sebagai basis energi untuk otomatisasi proses produksi.

Penggerak listrik adalah konsumen utama energi listrik. Dari total volume listrik yang diproduksi di negara kita, lebih dari 60% diubah melalui penggerak listrik menjadi gerakan mekanis, memastikan pengoperasian mesin dan mekanisme di semua industri dan dalam kehidupan sehari-hari. Dalam hal ini, indikator energi penggerak listrik massal berdaya kecil dan menengah sangat penting dalam menyelesaikan masalah teknis dan ekonomi.

Masalah konsumsi listrik yang rasional dan ekonomis membutuhkan perhatian khusus saat ini. Oleh karena itu, pengembangan penggerak listrik membutuhkan solusi mendesak untuk masalah desain rasional dan penggunaan penggerak listrik dari sudut pandang konsumsi energi. Masalah ini memerlukan penelitian dan pengembangan langkah-langkah yang bertujuan untuk meningkatkan efisiensi penggerak listrik dan mengatur pengelolaan mesin teknologi, yang mengurangi konsumsi listriknya.

Ciri kelima dari perkembangan penggerak listrik modern adalah keinginan akan perpaduan organik antara mesin dan mekanismenya... Persyaratan ini ditentukan oleh tren umum dalam perkembangan teknologi yang bertujuan untuk menyederhanakan rantai kinematik mesin dan mekanisme , yang menjadi mungkin berkat peningkatan sistem penggerak listrik yang dapat disesuaikan yang dibangun secara struktural ke dalam mekanisme.

Salah satu manifestasi dari tren ini adalah keinginan untuk menggunakan penggerak listrik secara luas tanpa roda gigi... Saat ini, penggerak listrik tanpa roda gigi yang kuat telah dibuat untuk roller mill, mesin pengangkat tambang, mekanisme utama ekskavator, dan elevator berkecepatan tinggi. Perangkat ini menggunakan motor berkecepatan rendah dengan kecepatan putaran nominal dari 8 hingga 120 rpm Meskipun ukuran dan bobot motor tersebut meningkat, penggunaan penggerak listrik dengan penggerak langsung dibandingkan dengan roda gigi dibenarkan oleh keandalan dan kecepatannya yang lebih besar.

Keadaan saat ini, tugas jangka panjang, dan tren dalam pengembangan penggerak listrik menentukan kebutuhan untuk meningkatkan basis elemennya.

Prospek untuk pengembangan basis elemen penggerak listrik

Mempertimbangkan perkembangan penggerak listrik modern, perlu diperhatikan bahwa tren objektif peningkatan peralatan listrik adalah komplikasinya, karena meningkatnya permintaan akan proses teknologi dan perluasan properti konsumen produk listrik.

Dalam kondisi ini, tugas utama pengembangan penggerak listrik dan sarana kontrolnya adalah pemenuhan paling lengkap dari persyaratan untuk otomatisasi mesin, mekanisme, dan jalur teknologi yang bekerja.Pada saat yang sama, kemungkinan ini dapat diimplementasikan paling efektif dengan bantuan mikroprosesor modern drive yang dapat dikontrol dengan kecepatan variabel.

Saat ini, tugas utamanya adalah memperluas area aplikasi penggerak AC dengan voltase variabel. Berhasil memecahkan masalah ini memungkinkan untuk meningkatkan peralatan listrik tenaga kerja, untuk memekanisasi dan mengotomatiskan banyak instalasi dan proses teknologi, yang secara signifikan akan meningkatkan produktivitas tenaga kerja.

Untuk itu, sejumlah masalah ilmiah, teknis, dan produksi perlu diselesaikan di bidang teknik kelistrikan, karena pengembangan sistem penggerak listrik memerlukan peningkatan elemen transmisi mekanis, motor listrik, konverter energi semikonduktor, dan mikrokontroler.

Peningkatan transduser gerak mekanis

Solusi komprehensif untuk masalah peningkatan penggerak listrik modern dan kompleks elektromekanis yang didasarkan padanya memerlukan perhatian khusus pada desain dan implementasi konverter gerak mekanis. Saat ini ada kecenderungan yang berkembang untuk menyederhanakan perangkat mekanis peralatan proses dan memperumit komponen listriknya.

Saat merancang peralatan teknologi baru, mereka cenderung menggunakan transmisi mekanis "pendek" dan penggerak listrik penggerak langsung.Studi yang dilakukan menunjukkan bahwa dalam hal bobot dan ukuran serta indikator efisiensi, penggerak listrik tanpa roda gigi sebanding dengan bobot dan ukuran serta indikator efisiensi penggerak listrik diarahkan, jika tidak hanya motor listrik yang diperhitungkan, tetapi juga kotak persnelingnya.

Keuntungan yang signifikan dalam penggunaan transmisi mekanis yang kaku dan penggerak listrik tanpa roda gigi adalah pencapaian indikator kualitas sistem kontrol gerak yang lebih tinggi untuk badan eksekutif mesin dan keandalan mekanisme. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa transmisi mekanis yang diperluas yang ditutupi dengan umpan balik secara signifikan membatasi bandwidth sistem kontrol penggerak listrik karena adanya getaran mekanis yang elastis.

Transmisi mekanis paling sederhana untuk aplikasi industri umum biasanya memiliki beberapa frekuensi resonansi getaran elastis karena fleksibilitas gigi, poros, dan penyangga. Jika kami menambahkan kebutuhan untuk memperumit mekanik karena penggunaan perangkat pengambilan sampel serangan balik, menjadi jelas bahwa penggunaan penggerak tanpa roda gigi akan menjadi semakin relevan, terutama untuk peralatan proses berperforma tinggi dan berkualitas.

Arah yang menjanjikan dalam pengembangan penggerak listrik adalah penggunaan motor listrik linier, yang memungkinkan untuk mematikan tidak hanya kotak roda gigi, tetapi juga perangkat yang mengubah gerakan rotasi rotor mesin menjadi gerakan translasi kerja. badan mesin.Penggerak listrik dengan motor linier adalah bagian organik dari keseluruhan desain mesin, sangat menyederhanakan kinematika dan menciptakan peluang untuk desain mesin yang optimal dengan gerakan translasi benda kerja.

Baru-baru ini, peralatan teknologi dengan motor listrik yang terpasang pada mekanisme tersebut telah dikembangkan secara intensif. Contoh perangkat tersebut adalah:

• alat listrik,

• motor untuk menggerakkan robot dan manipulator tertanam dalam sambungan artikulasi,

• penggerak listrik derek pengangkat, di mana motor secara struktural digabungkan dengan drum yang berfungsi sebagai rotor.

Dalam beberapa tahun terakhir, praktik dalam dan luar negeri telah mengamati kecenderungan integrasi yang lebih dalam dari konverter elektromekanis (motor listrik) dengan badan kerja dan beberapa perangkat kontrol. Ini, misalnya, roda motor dalam penggerak listrik traksi, electrospindle pada mesin gerinda, pesawat ulang-alik adalah elemen yang bergerak secara translasi dari penggerak listrik linier dari peralatan tenun, badan eksekutif konstruktor koordinat dengan motor dua koordinat (X, Y).

Tren ini progresif karena penggerak listrik terintegrasi memiliki konsumsi bahan yang lebih rendah, karakteristik energi yang lebih baik, ringkas, dan mudah digunakan. Namun, penciptaan penggerak listrik terintegrasi yang andal dan ekonomis harus didahului oleh studi teoretis dan eksperimental yang komprehensif, serta pengembangan desain yang dilakukan pada tingkat modern, yang harus mencakup optimalisasi parameter, memperoleh perkiraan keandalan.Selain itu, pekerjaan ke arah ini harus dilakukan oleh spesialis dari berbagai profil.

Lihat juga: Penggerak listrik variabel sebagai sarana penghematan energi