Elektrické pohony je elektromechanické zařízení určené k pohonu pracovní části stroje a řízení jeho technologického procesu. Skládá se ze tří částí: elektromotoru, který provádí elektromechanickou přeměnu energie, mechanické části, která přenáší mechanickou energii do pracovní části stroje, a řídicího systému, který zajišťuje optimální řízení technologického procesu podle určitých kritérií. Charakteristiky motoru a schopnosti řídicího systému určují výkon mechanismu, přesnost technologických operací, dynamické zatížení mechanických zařízení a řadu dalších faktorů. Na druhé straně zatížení mechanické části pohonu, podmínky pohybu s ním spojených hmot, přesnost převodů atd. ovlivňují provozní podmínky motoru a řídicího systému, proto elektrické a mechanické prvky pohonu elektrický pohon tvoří jeden elektromechanický systém, jehož součásti jsou v těsné interakci.

Vlastnosti elektromechanického systému mají rozhodující vliv na nejdůležitější ukazatele pracovního stroje a do značné míry určují kvalitu a ekonomickou efektivitu technologických procesů. Rozvoj automatizovaný elektrický pohon (Obrázek 1.1) vede ke zdokonalování konstrukcí strojů, zásadním změnám technologických postupů a dalšímu pokroku ve všech odvětvích národního hospodářství.

Obrázek 1.1 – Schéma automatizovaného elektrického pohonu

2 Klasifikace elektrických pohonů

Elektrické pohony dle způsoby distribuce mechanické energie lze rozdělit do tří hlavních typů: skupinový elektrický pohon; individuální a propojené.

Skupina Elektrický pohon zajišťuje pohyb výkonných orgánů více pracovních strojů nebo více výkonných orgánů jednoho pracovního stroje. Přenos mechanické energie z jednoho motoru na více pracovních strojů a její distribuce mezi nimi se provádí pomocí jednoho nebo více převodů. Tento skupinový pohon se také nazývá převodovka (obrázek 2.1).

Obrázek 2.1 – Blokové schéma elektrického pohonu skupinového převodu

Elektropřevodový pohon se pro svou technickou nedokonalost v současnosti téměř nepoužívá, ustoupil individuálnímu a propojenému, i když se v řadě případů stále používá skupinový pohon podle schématu na obrázku 2.2.

Obrázek 2.2 – Blokové schéma skupinového elektrického pohonu

Individuální Oproti převodovým a skupinovým pohonům má pohon řadu výhod: výrobní prostory nejsou zahlceny těžkými převodovkami a přenosovými zařízeními; zlepšení pracovních podmínek a zvýšení produktivity práce díky snadnějšímu ovládání jednotlivých mechanismů, snížení prašnosti v prostorách a lepšímu osvětlení pracovišť; Zranění servisního personálu jsou snížena. Kromě toho má individuální elektrický pohon vyšší energetický výkon.

READ
Jak se nazývá povlak na dřevotřískové desce?

U převodového pohonu při poruše nebo opravě elektromotoru je skupina strojů mimo provoz, zatímco u jednotlivého pohonu nebo skupinového pohonu podle schématu na obrázku 2.2 způsobí zastavení jednoho elektromotoru zastavení pouze jednoho pracovního stroje.

Obrázek 2.3 – Jednotlivé elektrické pohony pracovních orgánů (vřeten) podélné frézky

Jednotlivé elektropohony nacházejí široké uplatnění v různých moderních strojích, například ve složitých kovoobráběcích strojích, v hutních válcovnách, ve zdvihacích a dopravních strojích, bagrech, v robotických manipulátorech atd.

Příkladem použití jednotlivého pohonu je podélná frézka (obrázek 2.3), která má samostatné elektrické pohony pro hlavní pohyby (pohony pro tři vřeteníky vřetena).

propojeny Elektrický pohon obsahuje dvě nebo více elektricky nebo mechanicky propojených elektromotorických zařízení (nebo elektrických pohonů), při jejichž provozu je dodržován daný poměr nebo rovnost rychlostí nebo zatížení nebo poloha výkonných orgánů pracovních strojů. Potřeba takového pohonu často vzniká z konstrukčních nebo technologických důvodů.

Příkladem propojeného elektrického pohonu je pohon řetězového dopravníku. Na obrázku 2.4 je schéma takového pohonu, jehož pracovním prvkem je řetěz poháněný dvěma nebo více motory (M1, M2) umístěnými podél řetězu. Tyto motory jsou nuceny mít stejnou rychlost.

Propojený elektrický pohon nachází široké uplatnění v různých moderních strojích a celcích, např. v kopírovacích kovoobráběcích strojích a počítačově řízených strojích, v papírenských strojích, rotačních tiskařských strojích, textilních celcích, ve válcovnách hutní výroby, ve výrobních linkách při výrobě kordu pneumatik, syntetických fólií atd.

Obrázek 2.4 – Schéma propojeného pohonu dopravníku

Na druh pohybu elektrické pohony mohou zajišťovat: rotační jednosměrný pohyb, rotační vratný a translační vratný pohyb.

Rotační jednosměrný i zpětný pohyb je prováděn konvenčními elektromotory. Translační pohyb lze dosáhnout použitím klasického elektromotoru s rotačním pohybem spolu s převodním mechanismem (vahadlo, šroub, hřeben a pastorek atd.) nebo použitím speciálního elektromotoru pro translační pohyb (tzv. lineární elektromotory, magnetohydrodynamické motory) .

Na stupeň ovladatelnosti elektrický pohon může být:

1) neregulovaný – pro ovládání výkonného orgánu pracovního stroje na jednu pracovní rychlost, parametry pohonu se mění pouze v důsledku rušivých vlivů;

2) nastavitelné – pro sdělení proměnné nebo neměnné rychlosti výkonnému orgánu stroje, parametry pohonu se mohou měnit pod vlivem ovládacího zařízení;

READ
Jak se zbavit pahýlu pomocí soli?

3) programově řízené – řízené v souladu s daným programem;

4) sledovač – automatické vypracování pohybu výkonného orgánu pracovního stroje s určitou přesností v souladu s libovolně se měnícím příkazovým signálem;

5) adaptivní – automatická volba struktury nebo parametrů řídicího systému při změně provozních podmínek stroje za účelem vytvoření optimálního režimu.

Elektrické pohony lze také klasifikovat podle typ přenosového zařízení. V tomto smyslu může být elektrický pohon:

1) převodovka, ve které elektromotor přenáší rotační pohyb na převodové zařízení obsahující převodovku;

2) bezpřevodový, ve kterém je pohyb přenášen z elektromotoru buď přímo na pracovní prvek, nebo přes převodové zařízení, které neobsahuje převodovku.

Na úroveň automatizace lze rozlišit:

1) neautomatizovaný elektrický pohon, u kterého je ovládání ruční; V současné době je takový pohon vzácný, hlavně v nízkopříkonových instalacích domácích a lékařských zařízení atd.;

2) automatizovaný elektrický pohon řízený automatickým řízením parametrů;

3) automatický elektrický pohon, ve kterém je ovládací činnost generována automatickým zařízením bez účasti operátora.

Poslední dva typy elektropohonů se používají v naprosté většině případů.

Konečně tím druh proudu Používají se stejnosměrné a střídavé elektrické pohony.

Elektrický pohon určený k pohonu výkonných orgánů (EO) pracovních strojů. Umožňuje automatizaci a komplexní mechanizaci výrobních a technologických procesů, dramaticky zvyšuje produktivitu práce, kvalitu výrobků a zlepšuje pracovní podmínky [3,4].

Nejjednodušší blokové schéma elektrického pohonu s otevřenou smyčkou je na obrázku 1.1. V obvodu nejsou žádné zpětnovazební spoje.

Rýže. 1.1. Blokové schéma elektrického pohonu

EE – elektrická energie. Jeho parametry jsou napětí (U), frekvence (f) a proud (I);

ME – mechanická energie. Jeho parametry jsou úhlová (ω) nebo lineární (V) rychlost, užitečný moment (M) nebo síla (F);

IEE – zdroj elektrické energie;

PU – převodník – měnič napětí nebo frekvence, určený k převodu elektrických parametrů;

ED – elektromotorické zařízení (elektromotor). Elektromotor je určen k přeměně elektrické energie na mechanickou energii a naopak. Elektropohony využívají stejnosměrné a střídavé elektromotory tradičních i speciálních konstrukcí. Rotor (neboli kotva) má moment setrvačnosti J (kg m 2) a otáčí se rychlostí (rad/s). Na hřídeli motoru vzniká užitečný točivý moment M (Nm) a užitečný výkon P2 (kW);

READ
Jak se jmenuje pásová bruska?

MPU je mechanické převodové zařízení určené ke změně rychlosti otáčení nebo typu pohybu. Jako MPU v elektrických pohonech se používá převodovka, řemenový pohon, šroubová a hřebenová ozubená kola, klikový mechanismus, buben s lankem, elektromagnetická třecí spojka a některé další.

Jako příklad uvádíme ozubené kolo a šroubový převod (obr. 1.2 a, b).

V prvcích MPU dochází vlivem tření ke ztrátám výkonu ∆Р (kW). MPU mají buď moment setrvačnosti Ja asi. nebo setrvačná hmotnost m (kg);

EO je výkonný orgán určený k výkonu užitečné práce.

Rýže. 1.2. Druhy převodů: a) redukční převod; b) spirálové kolo

Na IO – vzniká moment odporu Mс nebo odporová síla Fс v newtonech, v závislosti na typu pohybu. Vytvářejí odporový výkon P na IOс = – při rotačním pohybu; Rс =FсVa asi – s lineárním pohybem.

Elektromotor (s přihlédnutím ke ztrátám výkonu v MPU) musí překonat sílu odporů.

Dle uvedeného blokového schématu se provozní režimy elektromotoru, potažmo výkonného orgánu, nastavují ručně ovlivněním parametrů měničového zařízení (CU).

1.2. Funkce elektrického pohonu a požadavky na něj

Pro fungování pracovních strojů a mechanismů musí být jejich výkonným orgánům dodávána mechanická energie z pohonu, díky čemuž dochází k pohybu těchto mechanismů. Povaha pohybu se může lišit – rotační jednosměrný (oběžné kolo čerpadla a ventilátoru, fréza) a reverzibilní (válce válcovací stolice, vřeteno soustruhu), vpřed jednosměrný (dopravní pás, dopravníkový řetěz) a reverzibilní (stůl hoblovacího stroje, zvedací mechanismy), jakož i reciproční (lis). Někdy musí být tyto pohyby prováděny v několika rovinách najednou – anténa radioteleskopu, rameno „robota“, lžíce rypadla.

Mnoho strojů a mechanismů vyžaduje během svého provozu změny nejen ve směru, ale také v rychlosti pohybu výkonných orgánů. Úhlová rychlost válců válcovací stolice by tedy měla být různá v závislosti na profilu válcovaného kovu. Rovněž je nutné měnit rychlost posuvu řezného nástroje nebo stolu kovoobráběcího stroje v závislosti na tvrdosti materiálu obrobku, jeho konfiguraci a životnosti řezného nástroje. U většiny zdvihacích a přepravních strojů – jeřábů, výtahů – je pro zajištění přesného zastavení výkonných orgánů nutné nejprve snížit jejich rychlost [3].

Další důležitý požadavek na elektrický pohon souvisí s udržením rychlosti pohybu výkonného orgánu (kovoobráběcích strojů, válcoven apod.) s danou přesností.

READ
Jak vypadá dřišťál?

Spolu se zajištěním pohybu výkonných orgánů plní elektrický pohon současně různé funkce pro automatizaci technologických procesů a operací. Rozsah těchto funkcí je pestrý. Většinu z nich lze vyřešit pouze pomocí moderního automatizovaného elektropohonu.

Důležitou funkcí elektrického pohonu je zajištění ochrany, blokování a alarmu při provozu technologických zařízení.