❶ 一體機驅動形式的電力拖動系統有哪些優點
1、電力拖動系統效率高,易聯接,能簡化傳動機構。
2、一體機驅動形式的電力拖動系統便於自動控制,前枝滲且動作搭慧速度比人工要快很多。
3、具有良好的起動、制動慧脊和調速性能。
❷ 什麼是電力拖動
就是動生產機械運轉的啊
❸ 什麼叫電力拖動
以電動機作為原動機拖動機械設備運動的一種拖動方式。又稱電氣傳動。
由於電能獲得方便,使用電動機的設備體租絕積比其他動力裝置小,並且沒有汽、油等對環境的污染,控制方便,運行性能好,傳動效率高,可節省能源等。所以,80%以上的機械設備,小如用步進電機拖動指針跳動的電子手錶、大到上萬千瓦的大型軋鋼機械等都應用電力拖動。80年代,中國生產的電能中約有三分之一用於電力拖動。單個電力拖動裝置的功率可以從幾毫瓦到幾百兆瓦,轉速可從每小時幾轉到每分鍾數萬轉。
電力拖動裝置由電動機及其自動控制裝置組成。自動控制裝置通過對電動機起動、制動的控制,對電動機轉速調節的控制,對電動機轉矩的控制以及對某些物理參量按一定規律變化的控制等,可實現對機械設備的自動化控乎臘制。採用電力拖動不但可以把人們從繁重的體力勞動中解放出來,還可以把人們從繁雜的信息處理事務中解脫出來,並能改善機械設備的控制性能,提高產品質量和勞動生產率。
按電動機供電電流制式的不弊頃姿同,有直流電力拖動和交流電力拖動兩種。早期的生產機械如通用機床、風機、泵等不要求調速或調速要求不高,以電磁式電器組成的簡單交、直流電力拖動即可以滿足。隨著工業技術的發展,對電力拖動的靜態與動態控制性能都有了較高的要求,具有反饋控制的直流電力拖動以其優越的性能曾一度占據了可調速與可逆電力拖動的絕大部分應用場合。自20年代以來,可調速直流電力拖動較多採用的是直流發電機-電動機系統,並以電機擴大機、磁放大器作為其控制元件。電力電子器件發明後,以電子元件控制、由可控整流器供電的直流電力拖動系統逐漸取代了直流發電機-電動機系統,並發展到採用數字電路控制的電力拖動系統。這種電力拖動系統具有精密調速和動態響應快等性能。這種以弱電控制強電的技術是現代電力拖動的重要特徵和趨勢。 交流電動機沒有機械式整流子,結構簡單、使用可靠,有良好的節能效果,在功率和轉速極限方面都比直流電動機高;但由於交流電力拖動控制性能沒有直流電力拖動好,所以70年代以前未能在高性能電力拖動中獲得廣泛應用。隨著電力電子器件的發展,自動控制技術的進步,出現了如晶閘管的串級調速、電力電子開關器件組成的變頻調速等交流電力拖動系統,使交流電力拖動已能在控制性能方面與直流電力拖動相抗衡和媲美,並已在較大的應用范圍內取代了直流電力拖動。
❹ 什麼是電力拖動系統一般有哪些部分組成舉出幾個案例
電力拖動系統是指凡是由電動機作原動機,拖動生產機械運轉,能完成生產任務的系統。
按電動機供電種類區分:
1、交流拖動系統:交流拖動系統有交流雙速電動機、交流調壓調速系統及變頻變壓調速系統。
2、直流拖動系統:直流拖動系統又分為可控硅勵磁系統和可控硅直接供電系統。
優缺點:
直流電動機有調速機械特性好、調速范圍大等優點,但直流電動機具有換向器日常維護量大、耗能高的缺點。
電力拖動系統作用:由於電子元器件的高速發展,大功率高反壓場效應三極體IGBT的問世,使得變頻變壓調速系統更加成熟。電梯拖動系統被採用已成為現實。變頻變壓調速系統用在電梯上有體積小、節能等優點,在調速性能方面可以與直流拖動系統媲美,目前採用變頻變壓調速的電梯其速度可達6m/s。
電力拖動系統發展:
自20年代以來,可調速直流電力拖動較多採用的是直流發電機-電動機系統,並以電機擴大機、磁放大器作為其控制元件。電力電子器件發明後,以電子元件控制、由可控整流器供電的直流電力拖動系統逐漸取代了直流發電機-電動機系統並發展到採用數字電路控制的電力拖動系統。
這種電力拖動系統具有精密調速和動態響應快等性能。這種以弱電控制強電的技術是現代電力拖動的重要特徵和趨勢。
❺ 傳動帶式傳動的結構是怎樣的
帶輪的結構設計主要是根據帶輪的基準直徑選擇結構形狀,根據帶的截型確定帶輪外圓槽的尺寸。常用的傳動帶輪結構有實心式、腹板式、孔板式、輪幅式。實心式帶輪,當基準直徑小於等於2.5倍軸的直徑時採用。腹板式帶輪,當基準直徑小於等於300毫米時採用。孔板式帶輪,在孔板內外園直徑之差大於等於100毫米時採用。輪輻式帶輪,當基準直徑大於300毫米時採用。基準寬度制是以基準線的位置和基準寬度來定義帶輪的槽型和尺寸,當傳動帶的節面與帶輪的基準直徑重合時,帶輪的基準寬度即為傳動帶節面輪槽內相應位置的寬度,用以表示輪槽輪截面特徵值。它不受公差影響,是帶輪與帶標准化的基本尺寸。有效寬度制規定輪槽兩側的邊的最外端寬度為有效寬度。該尺寸不受公差影響,在輪槽有效寬度處的直徑是有效直徑。由於尺寸制的不同,帶的長度分別以基準長度和有效長度來表示。基準長度是在規定的張緊力下,傳動帶位於測量帶輪基準直徑處的周長;有效長度則是在規定張緊力下,位於測量帶輪有效直徑處的周長。普通傳動帶是用基準寬度制,窄傳動帶則由於尺寸制的不同,有兩種尺寸系列。在設計計算時,基本原理和計算公式是相同的。尺寸則有差別。由於傳動帶傳動的材料不是完全彈性體,帶在工作一段時間後會發生伸長而鬆弛,張緊力降低。因此,傳動帶傳動應設置張緊裝置,以保持正常工作。傳動帶張緊裝置,一般應安裝在松邊內側,使帶只受單向彎曲,以減少壽命損失;同時張緊輪還應盡量靠近大帶輪,以減少對包角的影響。當傳動帶傳動中任何一個帶輪的軸心都不能移動時,所使用傳動帶的長度要能使傳動帶在處於固定位置的帶輪之間裝卸,在裝掛完後,可用張緊輪將其張緊到運轉狀態。該張緊輪要能在張緊力的調整范圍內調整,也包括對使用後傳動帶伸長的調整。
❻ 機電一體化的原理是什麼
在現代化生產過程式控制制中,執行機構起著十分重要的作用,它是自動控制系統中不可缺少的組成部分。現有的國產大流量電動執行機構存在著控制手段落後、機械傳動機構多、結構復雜、定位精度低、可靠性差等問題。而且執行機構的全程運行速度取決於其電機的輸出軸轉速和其內部減速齒輪的減速比,一旦出廠,這一速度固定不可調整,其通用性較弱。整個機構缺乏完善的保護和故障診斷措施以及必要的通信手段,系統的安全性較差,不便與計算機聯網。鑒於以上原因,採用傳統的大流量電動執行機構的控制系統,可靠性和穩定性較差。隨著計算機網路、現場匯流排等技術在工業過程中的應用,這種執行機構已遠遠不能滿足工業生產的要求。筆者設計的大流量電動執行機構,採用機電一體化技術,將閥門、伺服電機、控制器合為一體,利用非同步電動機直接驅動閥門的開與關。通過內置變頻器,採用模糊神經網路,實現閥門的動作速度、精確定位、柔性開關以及電機轉矩等控制。該電動執行機構省去了用於控制電機正、反轉的接觸器和可控硅換向開關模件、機械傳動裝置和復雜、昂貴的控制櫃和配電櫃,具有動作快、保護較完善、便於和計算機聯網等優點。實際運行表明,該執行機構工作穩定,性能可靠。
電動執行機構的硬體設計及工作原理
電動執行機構控制系統原理框圖如圖2-1所示。智能執行機構從結構上主要分為控制部分和執行驅動部分。
控制部分主要由單片機、PWM波發生器、IPM逆變器、A/D、D/A轉換模塊、整流模塊、輸入輸出通道、故障檢測和報警電路等組成。執行驅動部分主要包括三相伺報電機和位置感測器。
系統工作原理:
霍爾電流、電壓感測器及位置感測器檢測到的逆變模塊三相輸出電流、電壓及閥門的位置信號,經A/D轉換後送入單片機。單片機通過8255控制PWM波發生器,產生的PWM波經光電耦合作用於逆變模塊IPM,實現電機的變頻調速以及閥位控制。逆變模塊工作時所需要的直流電壓信號由整流電路對380V電源進行全橋整流得到。
控制系統各功能元件的選型與設計:
1)單片機 選用INTEL公司生產的8031單片機,它主要通過並行8255口擔負控制系統的信號處理:接收系統對轉矩、閥門開啟、關閉及閥門開度等設定信號,並提供三相PWM波發生器所需要的控制信號;處理IPM發出的故障信號和報警信號;處理通過模擬輸入口接收的電流、電壓、位置等檢測信號;提供顯示電動執行機構的工作狀態信號;執行控制系統來的控制信號,向控制系統反饋信號;
2)三相PWM波發生器 PWM波的產生通常有模擬和數字兩種方法。模擬法電路復雜,有溫漂現象,精度低,限制了系統的性能;數字法是按照不同的數字模型用計算機算出各切換點,並存入內存,然後通過查表及必要的計算產生PWM波,這種方法佔用的內存較大,不能保證系統的精度。為了滿足智能功率模塊所需要的PWM波控制信號,保證微處理器有足夠的時間進行整個系統的檢測、保護、控制等功能,文中選用MITEL公司生產的SA8282作為三相PWM發生器。SA8282是專用大規模集成電路,具有獨立的標准微處理器介面,晶元內部包含了波形、頻率、幅值等控制信息。
3)智能逆變模塊IPM 為了滿足執行機構體積小,可靠性高的要求,電機電源採用智能功率模塊IPM。該執行機構主要適用功率小於5.5kW的三相非同步電機,其額定電壓為380V,功率因數為0.75。經計算可知,選用日本產的智能功率模塊PM50RSA120可以滿足系統要求。該功率模塊集功率開關和驅動電路、制動電路於一體,並內置過電流、短路、欠電壓和過熱保護以及報警輸出,是一種高性能的功率開關器件。
4)位置檢測電路 位置檢測電路是執行機構的重要組成部分,它的功能是提供准確的位置信號。關鍵問題是位置感測器的選型。在傳統的電動執行機構中多採用繞線電位器、差動變壓器、導電塑料電位器等。繞線電位器壽命短被淘汰。差動變壓器由於線性區太短和溫度特性不理想而受到限制。導電塑料電位器目前較為流行,但它是有觸點的,壽命也不可能很長,精度也不高。筆者採用的位置感測器為脈沖數字式感測器,這種感測器是無觸點的,且具有精度高、無線性區限制、穩定性高、無溫度限制等特點。
5)電壓、電流及檢測 檢測電壓、電流主要是為了計算電機的力矩,以及變頻器輸出迴路短路、斷相保護和逆變模塊故障診斷。由於變頻器輸出的電流和電壓的頻率范圍為0~50Hz,採用常規的電流、電壓互感器無法滿足要求。為了快速反映出電流的大小,採用霍爾型電流互感器檢測IPM輸出的三相電流,對於IPM輸出電壓的檢測採用分壓電路。
6)通訊介面 為了實現計算機聯網和遠程式控制制,選用MAX232作為系統的串列通訊介面,MAX232內部有兩個完全相同的電平轉換電路,可以把8031串列口輸出的TTL電平轉換為RS-232標准電平,把其它微機送來的RS-232標准電平轉換成TTL電平給8031,實現單片機與其它微機間的通訊。
7)時鍾電路 時鍾電路主要用來提供采樣與控制周期、速度計算時所需要的時間以及日歷。文中選用時鍾電路DS12887。DS12887內部有114位元組的用戶非易失性RAM,可用來存入需長期保存的數據。
8)液晶顯示單元 為了實現人機對話功能,選用MGLS12832液晶顯示模塊組成顯示電路。採用組態顯示方式。通過菜單選擇,可分別對閥門、力矩、限位、電機、通訊和參數等信號進行設置或調試。並採用文字和圖形相結合的方式,顯示直觀、清晰。
9)程序出格自恢復電路 為了保證在強干擾下程序出格時系統能夠自動地恢復正常,選用MAX705組成程序出格自恢復電路,監視程序運行。如圖2-3所示,該電路由MAX705、與非門及微分電路組成。工作原理為:一旦程序出格,WDO由高變低,由於微分電路的作用,由「與非」門輸入引腳2變為高電平,引腳2電平的這種變化使「與非」門輸出一個正脈沖,使單片機產生一次復位,復位結束後,又由程序通過P1.0口向MAX705的WDI引腳發正脈沖,使WDO引腳回到高電平,程序出格自恢復電路繼續監視程序運行。
閥位及速度控制原理
採用雙環控制方案,其中內環為速度環,外環為位置環。速度環主要將當前速度與速度給定發生器送來的設定速度相比較,通過速度調節器改變PWM波發生器載波頻率,實現電機的轉速調節。速度調節器採用模糊神經網路控制演算法(具體內容另文敘述)。
外環主要根據當前位置速度的設定,通過速度給定發生器向內環提供速度的設定值。由於大流量閥執行機構在運行過程中存在加速、勻速、減速等階段。各階段的時間長短、加速度的大小、在何位置開始勻速或減速均與給定位置、當前位置以及運行速度有關。速度給定發生器的工作原理為:通過比較實際閥位與給定閥位,當二者不相等時,以恆定加速度加速,減速點根據當前速度、閥位值、閥位給定值的大小計算得來。
執行機構各階段運行速度的計算原理
圖3-2為執行機構的典型運行速度圖,它由若干段變化速率不同的折線組成。將曲線上速率開始發生改變的那一點稱為起始段點,相應的時間稱為段起始時間,如圖3-2中的t(i)(i=0,1,2,……),相應的速度稱為段起始速度,如圖3-2所示v(i)(i=0,1,2,…)。
設第i段速度的變化速率為ki,則有:
式中:Δv為兩段點之間的速度變化值,Δv=vi+1-vi;
Δt為兩段之間的時間,Δt=ti+1-ti。
顯然,當ki=0時為恆速段,ki>0時為升速段,ki<0時為減速段。任意時刻的速度給定值為:
Ts為采樣周期。
變化速率ki的取值由給定位置、當前位置以及運行速度的大小確定。
4 關鍵技術問題的解決
該電動執行機構採用了最新的變頻調速技術,電機驅動功率小於5.5kW。用戶可根據需要設定力矩特性,根據控制的閥設定速度,速度分多轉式、直行程、角行程3種方式。控制系統由閥位給定和閥位反饋信號構成的閉環系統,控制特性視運行方式、速度而定,並具有自動過流保護、過載保護、超壓、欠壓、過熱、缺相、堵轉等保護功能。
該執行機構解決的關鍵性技術問題主要有:
1)閥門柔性開關 柔性開關主要是為了當閥關閉或全開時,保證閥門不卡死與損傷。執行機構內部的微處理器根據測得的變頻器輸出電壓和電流,通過精確計算,得出其輸出力矩。一旦輸出力矩達到或大於設定的力矩,自動降低速度,以避免閥門內部過度的撞擊,從而達到最優關閉,實現過力矩保護。
2)閥位的極限位置判斷 閥位的極限位置是指全開和全關位置。在傳統執行機構中,該位置的檢測是通過機械式限位開關獲得的。機械式限位開關精度低,在運行中易松動,可靠性差。在文中,電動執行機構極限位置通過檢測位置信號的增量獲得。其原理是,單片機將本次檢測的位置信號與上次檢測的信號相比較,如果未發生變化或變化較小,即認為己達到極限位置,立即切斷非同步電機的供電電源,保證閥門的安全關閉或全開。省去了機械式限位開關,無需在調試時對其進行復雜的調整。
3)電機保護的實現 為了防止電機因過熱而燒毀,單片機通過溫度感測器連續檢測電機的實際運行溫度,如果溫度感測器檢測到電機溫度過高,自動切斷供電電源。溫度感測器內置於電機內部。
4)准確定位 傳統的電動執行機構在非同步電機通電後會很快達到其額定動作速度,當接近停止位置時,電機斷電後,由於機械慣性,其閥門不可能立即停下來,會出現不同程度的超程,這一超程通常採用控制電機反向轉動來校正。機電一體化的大流量電動執行機構根據當前位置與給定位置的差值以及運行速度的大小超前確定減速點的位置及減速段變化速率ki,使閥門在較低的速度下實現精確的微調和定位,從而將超程降到最低。
5)模擬信號的隔離。
對於變頻器的直流電壓以及輸出的三相電壓,它們之間的地址不一致,存在著較高的共模電壓,為了保證系統的安全性,必須將它們彼此相互隔離。採用LM358和4N25組成了隔離線性放大電路。如圖4-1所示,採用±15V和±12V兩組獨立的正負電源。若運放A的反相端電位由於擾動而正向偏離虛地,則運放A輸出端的電位將降低,因而光電耦合器的發光強度將增強,則使其集射極電壓減小,最後使運放A反相端的電位降低,回到正常狀態。若A的反相端電位負向偏離虛地,也可以重回到正常狀態。從而增強了系統的抗干擾性。
該執行機構集微機技術和執行器技術於一體,是一種新型的終端控制單元,其電機是通過內部集成的一體化變頻器來控制,因此,同一台智能執行機構可以在一定范圍內具有不同的運行速度和關斷力矩。該智能執行機構採用了液晶顯示技術,它利用內置的液晶顯示板,不僅可以顯示閥門的開、關狀態和正常運行時閥門的開度,還可以通過菜單選擇運行參數設定,當系統出現故障時,能顯示出故障信息。總之,該執行機構集測量、決斷、執行3種功能於一體,順應了電動執行機構的發展趨勢,它的研製成功給電動執行機構的研究開發提供了新的思路。
❼ 電力拖動是由哪幾部分組成的
.電力拖動的主要租襪穗組成弊卜部分是什麼?答:電力拖動是由電動機、傳動裝好閉置、控制設備和生產機械四個基本部分組成的。
❽ 什麼是電力拖動
電力拖動是指以電動機作為原動機拖動機械設備運動的一種拖動方式。又稱電機傳動。
各類機械設備的運動都要依靠動力。在電動機問世以前,人類生產多以風力、水力或蒸汽機作為動力。
19世紀30年代出現了直流電動機,俄國物理學家Б.С.雅科比首次以蓄電池供電給直流電動機,作為快艇螺旋槳的動力裝置,以推動快艇航行。此後,以電動機作為原動機的拖動方式開始被人們所矚目。
(8)電力拖動的傳動裝置是將聯成一體擴展閱讀:
電力拖動裝置由電動機及其自動控制裝置組成。自動控制裝置通過對電動機起動、制動的控制,對電動機轉速調節的控制,對電動機轉矩的控制以及對某些物理參量按一定規律變化的控制等,可實現對機械設備的自動化控制。
採用電力拖動不但可以把人們從繁重的體力勞動中解放出來,還可以把人們從繁雜的信息處理事務中解脫出來,並能改善機械設備的控制性能,提高產品質量和勞動生產率。