Was ist ein Elektroantrieb?
Jede Maschine besteht aus drei Hauptteilen: dem Motor, dem Übertragungsmechanismus zum Exekutivorgan. Damit eine technische Maschine ihre Funktionen erfüllen kann, müssen ihre ausführenden Organe ganz bestimmte Bewegungen ausführen, die mit Hilfe eines Antriebs ausgeführt werden.
Im Allgemeinen kann der Antrieb manuell, von Pferden gezogen, mechanisch sowie durch eine Windkraftanlage, ein Wasserrad, eine Dampf- oder Gasturbine, einen Verbrennungsmotor, einen pneumatischen, hydraulischen oder elektrischen Motor erfolgen. Der Antrieb ist das wichtigste Strukturelement jeder technologischen Maschine. Seine Hauptaufgabe besteht darin, die notwendige Bewegung des Exekutivorgans der Maschine gemäß einem bestimmten Gesetz bereitzustellen. Eine moderne technologische Maschine kann als ein Komplex interagierender Antriebe dargestellt werden, die durch ein Steuerungssystem vereint sind, das den Exekutivorganen die notwendigen Bewegungen entlang komplexer Flugbahnen ermöglicht.
Im Zuge der Entwicklung der industriellen Produktion nahm der Elektroantrieb hinsichtlich der Anzahl und der installierten Gesamtleistung der Motoren den ersten Platz in der Industrie und im Alltag ein. Bei jedem elektrischen Antrieb kann man zwischen einem Leistungsteil, durch den die Energie vom Motor auf das Führungsorgan übertragen wird, und einem Steuersystem unterscheiden, das die notwendige Bewegung gemäß einem vorgegebenen Gesetz gewährleistet.
Im Zuge der technologischen Weiterentwicklung wurde die Definition des elektrischen Antriebs sowohl in Richtung Mechanik als auch in Richtung Steuerungssysteme verfeinert und erweitert. In dem 1935 veröffentlichten Buch „Anwendung von Elektromotoren in der Industrie“ definierte der Professor des Leningrader Industrieinstituts V. K. Popov einen gesteuerten elektrischen Antrieb wie folgt: „Wir nennen einen gesteuerten Motor und Antrieb einen, der die Geschwindigkeit unabhängig von ändern kann.“ Wird geladen. »
Die Erweiterung der Einsatzgebiete und Funktionen elektrischer Antriebe in der komplexen Automatisierung von Produktionsprozessen erfordert eine Klärung und Erweiterung des Begriffs „elektrischer Antrieb“. Auf der 3. Konferenz über Automatisierung von Fertigungsprozessen im Maschinenbau und automatisierten elektrischen Antrieb in der Industrie, die im Mai 1959 in Moskau stattfand, wurde folgende Definition verwendet: „Ein elektrischer Antrieb ist ein komplexes Gerät, das elektrische Energie in mechanische Energie umwandelt und elektrische Energie bereitstellt.“ Kontrolle der umgewandelten mechanischen Energie.»
Im Jahr 1960 wurde S.I.Artobolevsky kam in seinem Werk „Der Antrieb – das Hauptstrukturelement der Maschine“ zu dem Schluss, dass der Untersuchung von Antrieben als komplexen Systemen, einschließlich Motor, Getriebemechanismus und Antriebsmechanismus, nicht die nötige Aufmerksamkeit geschenkt wird. Die elektrische Antriebstheorie untersucht die Betriebsbedingungen eines Elektromotors ohne Berücksichtigung des Übertragungsmechanismus und des Hilfskörpers, und die theoretische Mechanik untersucht die Übertragungsvorrichtungen und Exekutivorgane ohne Berücksichtigung des Einflusses des Motors.
Im Lehrbuch „Grundlagen des automatisierten Elektroantriebs“ von Chilikina M.G. und anderen Autoren wurde 1974 folgende Definition gegeben: „Ein Elektroantrieb ist ein elektromechanisches Gerät zur Elektrifizierung und Automatisierung industrieller Prozesse, bestehend aus einem Umrichter und einem Elektromotor.“ , ein Gerät zur Übertragung und Verwaltung.'
Von der Übertragungseinrichtung wird die mechanische Energie direkt auf das Führungs- oder Arbeitsorgan des Produktionsmechanismus übertragen. Der elektrische Antrieb wandelt elektrische Energie in mechanische Energie um und sorgt für die elektrische Steuerung der umgewandelten Energie entsprechend den technologischen Anforderungen an die Betriebsarten des Produktionsmechanismus.
1977 im Polytechnischen Wörterbuch, herausgegeben unter der Leitung von Akademiker I.I. Artobolevsky wurde folgende Definition gegeben: „Der elektrische Antrieb ist ein elektromechanisches Gerät zum Antrieb von Mechanismen und Maschinen, bei dem der Elektromotor als Quelle mechanischer Energie dient.“ Ein elektrischer Antrieb besteht aus einem oder mehreren Elektromotoren, einem Getriebemechanismus und einer Steuereinrichtung. »
Moderne Elektroantriebe zeichnen sich durch einen hohen Automatisierungsgrad aus, der es ihnen ermöglicht, in den wirtschaftlichsten Betriebsarten zu arbeiten und die notwendigen Parameter der Bewegung des Führungsorgans der Maschine mit hoher Genauigkeit zu reproduzieren. Daher wird Anfang der 1990er Jahre das elektrische Antriebskonzept auf den Bereich der Automatisierung ausgeweitet.
In GOST R50369-92 „Elektrische Antriebe. Begriffe und Definitionen» Folgende Definition wird gegeben: «Elektrischer Antrieb ist ein elektromechanisches System, bestehend aus dem allgemeinen Gehäuse interagierender elektrischer Energiewandler, elektromechanischer und mechanischer Wandler, Steuer- und Informationsgeräten und Geräten zur Verbindung mit externen elektrischen, mechanischen, Steuer- und Informationsgeräten Systeme, die dazu bestimmt sind, die ausführenden Organe der Arbeitsmaschine in Bewegung zu setzen und diese Bewegung zu steuern, um den technologischen Prozess umzusetzen. »
Im Lehrbuch von V.I. In der 2001 veröffentlichten „Theorie des elektrischen Antriebs“ von Klyuchev wird der elektrische Antrieb als technisches Gerät wie folgt definiert: „Ein elektrischer Antrieb ist ein elektromechanisches Gerät, das dazu bestimmt ist, die Arbeitsorgane von Maschinen anzutreiben und technologische Prozesse zu steuern, bestehend aus einem Getriebe.“ Gerät, ein Gerät mit einem Elektromotor und einem Steuergerät «… Im Folgenden werden Erläuterungen zum Zweck und zur Zusammensetzung der verschiedenen Teile des Elektroantriebs gegeben.
Die Getriebebaugruppe enthält mechanische Übertragungen zu den Kupplungen, die notwendig sind, um die vom Motor erzeugte mechanische Energie auf den Antrieb zu übertragen.
Der Konverter dient zur Steuerung des Stromflusses aus dem Netz, um die Betriebsarten des Motors und des Mechanismus zu regeln. Dies ist der Leistungsteil des elektrischen Antriebssteuerungssystems.
Das Steuergerät ist ein informationsarmer Teil des Steuerungssystems, der dazu bestimmt ist, die Eingangsinformationen über die Einflüsse der Einstellung, den Zustand des Systems und die darauf basierende Erzeugung von Steuersignalen für die Umwandlung elektromotorischer Geräte zu sammeln und zu verarbeiten .
Im Allgemeinen kann der Begriff „elektrischer Antrieb“ zwei Interpretationen haben: elektrischer Antrieb als eine Ansammlung verschiedener Geräte und elektrischer Antrieb als Wissenschaftszweig. In dem 1979 erschienenen Universitätslehrbuch „Theory of Automated Electric Drive“ heißt es, dass „die Theorie des Elektroantriebs als eigenständige Wissenschaft in unserem Land geboren wurde“. Als Beginn seiner Entstehung kann das Jahr 1880 angesehen werden, als die Zeitschrift „Electricity“ einen Artikel von D. A. Lachinov „Elektromechanische Arbeit“ veröffentlichte, in dem erstmals die Vorteile der elektrischen Verteilung mechanischer Energie begründet wurden.
Im selben Lehrbuch wird das Konzept des Elektroantriebs als Teil der angewandten Wissenschaft aufgeführt: „Die Theorie des Elektroantriebs ist eine technische Wissenschaft, die die allgemeinen Eigenschaften elektromechanischer Systeme, die Gesetze ihrer Bewegung und die Methoden zur Synthese solcher Systeme untersucht.“ entsprechend den angegebenen Indikatoren. »
Derzeit ist der Elektroantrieb ein wichtiges, sich schnell entwickelndes Wissenschafts- und Technologiegebiet, das eine führende Stellung bei der Elektrifizierung und Automatisierung von Industrie und Alltag einnimmt, die Richtung seiner Entwicklung wird durch die Erweiterung der Anwendungsgebiete und gestiegene Anforderungen an die Elektrik bestimmt Systeme und Komplexe.
Elektrischer Antrieb ist die Energiebasis für die Industrialisierung technologischer Prozesse in der industriellen Produktion. Das Tempo seiner Leistung ist hoch. Der Elektroantrieb verbraucht mehr als 60 % des gesamten Stroms.
Die Verbesserung elektrischer Antriebe erfolgt derzeit in Richtung einer Steigerung ihrer Produktivität, Zuverlässigkeit, Effizienz und Arbeitsgenauigkeit sowie einer Reduzierung der spezifischen Gewichts- und Größenindikatoren einzelner Geräte und elektromechanischer Systeme als Ganzes. In allen Phasen der Verbesserung der Elektrotechnik ging das Erreichen der notwendigen Indikatoren durch den Elektroantrieb mit der Entwicklung seiner theoretischen Grundlagen einher.