Χαρακτηριστικά της ανάπτυξης της σύγχρονης ηλεκτρικής πρόωσης

Τα καθήκοντα της βελτίωσης μιας σύγχρονης ηλεκτρικής κίνησης

Σε σχέση με την κατάρρευση της ΕΣΣΔ και την αναδιάρθρωση της κοινωνίας, σημειώθηκαν σημαντικές αλλαγές στην οργάνωση της εργασίας της ηλεκτρικής βιομηχανίας στη Ρωσία. Κατά την περίοδο της εντατικής ανάπτυξης της ηλεκτροτεχνικής βιομηχανίας, κατασκευάστηκαν νέα εργοστάσια για την παραγωγή εξαρτημάτων για ηλεκτροκινητήρες κυρίως στις Δημοκρατίες της Ένωσης. Ως εκ τούτου, μετά την κατάρρευση της ΕΣΣΔ, πολλές ηλεκτροτεχνικές επιχειρήσεις βρέθηκαν εκτός Ρωσίας, γεγονός που απαιτούσε αναδιάρθρωση της δομής της ηλεκτροτεχνικής βιομηχανίας, με αποτέλεσμα πολλά εργοστάσια να άλλαξαν και να επεκτείνουν τη γκάμα των προϊόντων.

Η μείωση του όγκου των βιομηχανικών προϊόντων από τις ρωσικές επιχειρήσεις στα τέλη του 20ού αιώνα οδήγησε σε μείωση της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας στη χώρα. Την περίοδο από το 1986 έως το 2001, η μείωση της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας στη Ρωσία σημειώθηκε κατά 18% (από 1082,2 δισεκατομμύρια kWh σε 888 δισεκατομμύρια kWh), και στις χώρες της ΚΑΚ ήταν ακόμη μεγαλύτερη — κατά 24% (από 1673,5 δισεκατομμύρια kWh σε 1275 δισεκατομμύρια kWh).Αυτό οδήγησε σε μείωση της ανάγκης για νέους ηλεκτρικούς κινητήρες, γεγονός που επηρέασε τον ρυθμό ανάπτυξής τους.

Ωστόσο, στα τέλη του 20ου αιώνα στη Ρωσία αυτοματοποιήθηκε κίνηση που τροφοδοτείται από ηλεκτρισμό παραμένει ένας σημαντικός καταναλωτής ηλεκτρικής ενέργειας και συνεχίζει να αναπτύσσεται ως κλάδος της ηλεκτρολογικής μηχανικής και ως μία από τις κύριες κατευθύνσεις της ηλεκτρικής μηχανικής. Χάρη στα επιτεύγματα της ηλεκτρικής βιομηχανίας στον τομέα της δημιουργίας ηλεκτρικών μηχανών, μετασχηματιστών, ηλεκτρικών συσκευών, εξοπλισμού μετατροπής ενέργειας, ο σύγχρονος ηλεκτροκινητήρας είναι σε θέση να ανταποκριθεί στις υψηλές απαιτήσεις αυτοματοποίησης των μηχανισμών και των τεχνολογικών γραμμών που εξυπηρετεί.

Η ανάλυση της τρέχουσας κατάστασης της βιομηχανικής ηλεκτροδότησης και η ανάπτυξη ολοκληρωμένων συστημάτων αυτοματισμού δείχνει ότι η βάση τους είναι μια μεταβλητή ηλεκτρική κίνηση, η οποία χρησιμοποιείται όλο και περισσότερο σε όλους τους τομείς της ζωής και της δραστηριότητας της κοινωνίας — από τη βιομηχανική παραγωγή μέχρι τη σφαίρα της καθημερινής ζωής.

Λόγω της συνεχούς βελτίωσης των τεχνικών χαρακτηριστικών των ηλεκτροκινητήρων, αποτελούν τη βάση της σύγχρονης τεχνικής προόδου σε όλους τους τομείς εφαρμογής. Ταυτόχρονα, παρατηρείται μια σειρά από ιδιαιτερότητες στην ανάπτυξη μιας σύγχρονης αυτοματοποιημένης ηλεκτροκίνησης, λόγω της κατάστασης της στοιχειώδους βάσης της και των αναγκών παραγωγής.

Το πρώτο χαρακτηριστικό της ηλεκτρικής κίνησης σε αυτό το στάδιο της ανάπτυξής της είναι η διεύρυνση του πεδίου εφαρμογής της μεταβλητής ηλεκτρικής κίνησης, κυρίως λόγω της ποσοτικής και ποιοτικής αύξησης των ηλεκτροκινητήρων μεταβλητής συχνότητας AC.

Οι βελτιώσεις που έγιναν τα τελευταία χρόνια στους μετατροπείς συχνότητας θυρίστορ και τρανζίστορ οδήγησαν στην εντατική ανάπτυξη ρυθμιζόμενων ηλεκτροκινητήρων με χρήση ασύγχρονων ηλεκτροκινητήρων με απλούστερη σχεδίαση και χαμηλότερη κατανάλωση μετάλλου, οδηγώντας στη μετατόπιση ελεγχόμενων ηλεκτροκινητήρων συνεχούς ρεύματος, οι οποίοι επί του παρόντος έχουν κυρίαρχη εφαρμογή στη Ρωσία.

Το δεύτερο χαρακτηριστικό της ανάπτυξης της σύγχρονης ηλεκτρικής κίνησης είναι οι αυξημένες απαιτήσεις για δυναμικούς και στατικούς δείκτες ηλεκτρικής κίνησης, επέκταση και περιπλοκότητα των λειτουργιών της που σχετίζονται με τη διαχείριση τεχνολογικών εγκαταστάσεων και διαδικασιών... Η ανάπτυξη της ηλεκτρικής κίνησης ακολουθεί την πορεία της δημιουργίας ψηφιακά συστήματα ελέγχου και την επέκταση της χρήσης των σύγχρονων τεχνολογία μικροεπεξεργαστή.

Αυτό οδηγεί στην πολυπλοκότητα των συστημάτων ηλεκτρικής κίνησης, επομένως, στον σωστό προσδιορισμό των εργασιών που μπορούν να επιλυθούν αποτελεσματικά χρησιμοποιώντας σύγχρονους ελεγκτές μικροεπεξεργαστή.

Το τρίτο χαρακτηριστικό της ανάπτυξης μιας ηλεκτρικής κίνησης είναι η επιθυμία να ενοποιήσει τη βάση των στοιχείων της, να δημιουργήσει πλήρεις ηλεκτρικές μονάδες με χρήση σύγχρονης μικροηλεκτρονικής και αρχής μπλοκ-module... Η εφαρμογή αυτής της βάσης είναι η διαδικασία περαιτέρω ανάπτυξης και βελτίωσης πλήρους ηλεκτρικού κινητήρες που χρησιμοποιούν συστήματα ελέγχου συχνότητας για κινητήρες AC.

Το τέταρτο χαρακτηριστικό της ανάπτυξης μιας σύγχρονης ηλεκτρικής κίνησης είναι η ευρεία χρήση της για την εφαρμογή τεχνολογιών εξοικονόμησης ενέργειας στη διαχείριση των διαδικασιών παραγωγής... Η ανάπτυξη της βιομηχανίας καθορίζει την αυξανόμενη σημασία της αυτοματοποιημένης ηλεκτρικής κίνησης ως ενεργειακής βάσης για την αυτοματοποίηση των παραγωγικών διαδικασιών.

Η ηλεκτρική κίνηση είναι ο κύριος καταναλωτής ηλεκτρικής ενέργειας. Από τον συνολικό όγκο ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται στη χώρα μας, περισσότερο από το 60% μετατρέπεται με ηλεκτροκίνηση σε μηχανική κίνηση, διασφαλίζοντας τη λειτουργία μηχανών και μηχανισμών σε όλους τους κλάδους και στην καθημερινή ζωή. Από αυτή την άποψη, οι ενεργειακοί δείκτες μαζικής ηλεκτρικής κίνησης μικρής και μεσαίας ισχύος έχουν μεγάλη σημασία για την επίλυση τεχνικών και οικονομικών προβλημάτων.

Το πρόβλημα της ορθολογικής, οικονομικής κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας απαιτεί ιδιαίτερη προσοχή σήμερα. Κατά συνέπεια, η ανάπτυξη της ηλεκτρικής κίνησης απαιτεί μια επείγουσα λύση στο πρόβλημα του ορθολογικού σχεδιασμού και της χρήσης της ηλεκτρικής κίνησης από την άποψη της κατανάλωσης ενέργειας. Αυτό το πρόβλημα απαιτεί έρευνα και ανάπτυξη μέτρων που στοχεύουν στη βελτίωση της απόδοσης των ηλεκτροκινητήρων και στην οργάνωση της διαχείρισης των τεχνολογικών μηχανών, γεγονός που μειώνει την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας.

Το πέμπτο χαρακτηριστικό της ανάπτυξης της σύγχρονης ηλεκτρικής κίνησης είναι η επιθυμία για μια οργανική σύντηξη του κινητήρα και του μηχανισμού... Αυτή η απαίτηση καθορίζεται από τη γενική τάση στην ανάπτυξη τεχνολογιών που στοχεύουν στην απλοποίηση των κινηματικών αλυσίδων μηχανών και μηχανισμών , η οποία κατέστη δυνατή χάρη στη βελτίωση των συστημάτων ρυθμιζόμενης ηλεκτρικής κίνησης που είναι δομικά ενσωματωμένη στον μηχανισμό.

Μία από τις εκδηλώσεις αυτής της τάσης είναι η επιθυμία για ευρεία χρήση ηλεκτρικής κίνησης χωρίς γρανάζια... Επί του παρόντος, έχουν δημιουργηθεί ισχυροί ηλεκτροκινητήρες χωρίς κιβώτιο ταχυτήτων για κυλινδρόμυλους, μηχανές ανύψωσης ορυχείων, τους κύριους μηχανισμούς των εκσκαφέων και τους ανελκυστήρες υψηλής ταχύτητας. Αυτές οι συσκευές χρησιμοποιούν κινητήρες χαμηλής ταχύτητας με ονομαστική ταχύτητα περιστροφής από 8 έως 120 σ.α.λ. Παρά το αυξημένο μέγεθος και βάρος τέτοιων κινητήρων, η χρήση ηλεκτροκινητήρων με άμεση μετάδοση κίνησης σε σύγκριση με γρανάζια δικαιολογείται από τη μεγαλύτερη αξιοπιστία και ταχύτητά τους.

Η τρέχουσα κατάσταση, οι μακροπρόθεσμες εργασίες και οι τάσεις στην ανάπτυξη μιας ηλεκτρικής κίνησης καθορίζουν την ανάγκη βελτίωσης της βάσης στοιχείων της.

Προοπτικές για την ανάπτυξη της βάσης στοιχείων της ηλεκτροκίνησης

Λαμβάνοντας υπόψη την ανάπτυξη της σύγχρονης ηλεκτρικής κίνησης, είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη ότι η αντικειμενική τάση βελτίωσης του ηλεκτρικού εξοπλισμού είναι η επιπλοκή της, λόγω της αυξημένης ζήτησης για τεχνολογικές διαδικασίες και της επέκτασης των καταναλωτικών ιδιοτήτων των ηλεκτρικών προϊόντων.

Υπό αυτές τις συνθήκες, το κύριο καθήκον της ανάπτυξης μιας ηλεκτρικής κίνησης και των μέσων ελέγχου της είναι η πληρέστερη ικανοποίηση των απαιτήσεων για αυτοματοποίηση μηχανών εργασίας, μηχανισμών και τεχνολογικών γραμμών.Ταυτόχρονα, αυτές οι δυνατότητες μπορούν να υλοποιηθούν αποτελεσματικότερα με τη βοήθεια των σύγχρονων μικροεπεξεργαστών.μεταβλητής ταχύτητας ελεγχόμενες μονάδες δίσκου.

Επί του παρόντος, το κύριο καθήκον είναι η επέκταση των περιοχών εφαρμογής των μονάδων AC με μεταβλητή τάση. Η επιτυχής επίλυση αυτού του προβλήματος επιτρέπει την αύξηση του ηλεκτρικού εξοπλισμού της εργασίας, τη μηχανοποίηση και την αυτοματοποίηση πολλών τεχνολογικών εγκαταστάσεων και διαδικασιών, γεγονός που θα αυξήσει σημαντικά την παραγωγικότητα της εργασίας.

Για αυτό, είναι απαραίτητο να λυθούν ορισμένα επιστημονικά, τεχνικά και παραγωγικά προβλήματα στον τομέα της ηλεκτρικής μηχανικής, καθώς η ανάπτυξη συστημάτων ηλεκτρικής κίνησης απαιτεί τη βελτίωση στοιχείων μηχανικών μεταδόσεων, ηλεκτρικών κινητήρων, μετατροπέων ενέργειας ημιαγωγών και μικροελεγκτών.

Βελτίωση μηχανικών μετατροπέων κίνησης

Μια ολοκληρωμένη λύση στα ζητήματα της βελτίωσης των σύγχρονων ηλεκτροκινητήρων και ηλεκτρομηχανολογικών συμπλεγμάτων που βασίζονται σε αυτά απαιτεί ιδιαίτερη προσοχή στο σχεδιασμό και την υλοποίηση μηχανικών μετατροπέων κίνησης. Επί του παρόντος, υπάρχει μια αυξανόμενη τάση για την απλοποίηση των μηχανικών συσκευών του εξοπλισμού διεργασίας και την περίπλοκη των ηλεκτρικών τους στοιχείων.

Κατά το σχεδιασμό νέου τεχνολογικού εξοπλισμού, τείνουν να χρησιμοποιούν «κοντές» μηχανικές μεταδόσεις και ηλεκτρικούς κινητήρες απευθείας μετάδοσης κίνησης.Οι μελέτες που διεξήχθησαν δείχνουν ότι όσον αφορά το βάρος και το μέγεθος και τους δείκτες απόδοσης, οι ηλεκτροκινητήρες χωρίς κιβώτιο ταχυτήτων είναι συγκρίσιμοι με τους δείκτες βάρους και μεγέθους και απόδοσης των ηλεκτροκινητήρων με γρανάζια, αν ληφθεί υπόψη όχι μόνο ο ηλεκτροκινητήρας, αλλά και το κιβώτιο ταχυτήτων.

Σημαντικό κέρδος στη χρήση άκαμπτων μηχανικών κιβωτίων ταχυτήτων και ηλεκτροκίνησης χωρίς κιβώτιο ταχυτήτων είναι η επίτευξη υψηλότερων δεικτών της ποιότητας των συστημάτων ελέγχου κίνησης για τα εκτελεστικά όργανα των μηχανών και η αξιοπιστία των μηχανισμών. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι εκτεταμένες μηχανικές μεταδόσεις που καλύπτονται με ανάδραση περιορίζουν σημαντικά το εύρος ζώνης του συστήματος ελέγχου ηλεκτρικής κίνησης λόγω της παρουσίας ελαστικών μηχανικών δονήσεων.

Οι απλούστερες μηχανικές μεταδόσεις για γενικές βιομηχανικές εφαρμογές έχουν συνήθως αρκετές συχνότητες συντονισμού ελαστικών κραδασμών λόγω της ευκαμψίας των δοντιών, των αξόνων και των στηριγμάτων. Αν προσθέσουμε σε αυτό την ανάγκη να περιπλέκουμε τη μηχανική λόγω της χρήσης συσκευών δειγματοληψίας με αντίστροφη ανταπόκριση, γίνεται προφανές ότι η χρήση ηλεκτροκινητήρων χωρίς κιβώτιο ταχυτήτων θα γίνεται όλο και πιο σχετική, ειδικά για εξοπλισμό διεργασιών υψηλής απόδοσης και ποιότητας.

Μια πολλά υποσχόμενη κατεύθυνση στην ανάπτυξη ηλεκτρικών κινήσεων είναι η χρήση γραμμικών ηλεκτροκινητήρων, οι οποίοι καθιστούν δυνατή την απενεργοποίηση όχι μόνο του κιβωτίου ταχυτήτων, αλλά και συσκευών που μετατρέπουν την περιστροφική κίνηση των ρότορων των κινητήρων σε μεταφορική κίνηση της εργασίας σώματα των μηχανών.Μια ηλεκτρική κίνηση με γραμμικό κινητήρα είναι ένα οργανικό μέρος της συνολικής σχεδίασης του μηχανήματος, απλοποιώντας εξαιρετικά την κινηματική του και δημιουργώντας ευκαιρίες για βέλτιστο σχεδιασμό μηχανών με μεταφορική κίνηση των σωμάτων εργασίας.

Πρόσφατα, ο τεχνολογικός εξοπλισμός με ηλεκτρικούς κινητήρες ενσωματωμένους στον μηχανισμό έχει αναπτυχθεί εντατικά. Παραδείγματα τέτοιων συσκευών είναι:

• ηλεκτρικό εργαλείο,

• κινητήρες για την οδήγηση ρομπότ και χειριστές ενσωματωμένοι σε αρθρωτές αρθρώσεις,

• ηλεκτρικοί κινητήρες βαρούλκων ανύψωσης, στους οποίους ο κινητήρας συνδυάζεται δομικά με ένα τύμπανο που λειτουργεί ως ρότορας.

Τα τελευταία χρόνια, η εγχώρια και η ξένη πρακτική έχει παρατηρήσει μια τάση προς βαθύτερη ενσωμάτωση του ηλεκτρομηχανικού μετατροπέα (ηλεκτροκινητήρα) με το σώμα εργασίας και ορισμένες συσκευές ελέγχου. Αυτός είναι, για παράδειγμα, ένας τροχός κινητήρα σε ηλεκτρική κίνηση έλξης, ηλεκτροάτρακτος στις μηχανές λείανσης, η σαΐτα είναι ένα μεταφραστικά κινούμενο στοιχείο μιας γραμμικής ηλεκτρικής κίνησης εξοπλισμού ύφανσης, ένα εκτελεστικό σώμα ενός κατασκευαστή συντεταγμένων με κινητήρα δύο συντεταγμένων (Χ, Υ).

Αυτή η τάση είναι προοδευτική επειδή οι ενσωματωμένοι ηλεκτροκινητήρες έχουν χαμηλότερη κατανάλωση υλικού, έχουν βελτιωμένα ενεργειακά χαρακτηριστικά, είναι συμπαγείς και εύχρηστοι. Ωστόσο, η δημιουργία αξιόπιστων και οικονομικών ολοκληρωμένων ηλεκτροκινητήρων πρέπει να προηγείται από ολοκληρωμένες θεωρητικές και πειραματικές μελέτες, καθώς και σχεδιαστικές εξελίξεις σε σύγχρονο επίπεδο, οι οποίες περιλαμβάνουν απαραίτητα βελτιστοποίηση παραμέτρων, λήψη εκτιμήσεων αξιοπιστίας.Επιπλέον, οι εργασίες προς αυτή την κατεύθυνση θα πρέπει να πραγματοποιούνται από ειδικούς διαφορετικών προφίλ.

Δείτε επίσης: Μεταβλητή ηλεκτρική κίνηση ως μέσο εξοικονόμησης ενέργειας