Промислові двигуни постійного струму почали випускатися в 1860-1870 рр. чому передував 30-річний період їх розробки після фундаментальних відкриттів М. Фарадея (закону електромагнітної індукції і перетворення електричної енергії в механічну).
Двигуни постійного струму широко застосовуються і в наш час завдяки використанню сучасних тиристорних перетворювачів, які дозволяють здійснювати регулювання швидкості даних двигунів шляхом зміни напруги на якорі або в обмотках збудження. Для розширення діапазону регулювання швидкості використовуються різні сигнали зворотного зв'язку (напруга на якорі, тахогенератори і т.д.). Однак експлуатація двигунів постійного струму тягне за собою ряд значних незручностей, пов'язаних з конструктивними особливостями машин даного типу, а саме:
1. Складність конструкції і, як результат, висока ціна
2. Наявність щітково-колекторного вузла
3. Велика маса
4. Необхідність періодичного обслуговування
Заміна двигунів постійного струму на асинхронні двигуни змінного струму
Промислові двигуни постійного струму почали випускатися в 1860-1870 рр. чому передував 30-річний період їх розробки після фундаментальних відкриттів М. Фарадея (закону електромагнітної індукції і перетворення електричної енергії в механічну).
Двигуни постійного струму широко застосовуються і в наш час завдяки використанню сучасних тиристорних перетворювачів, які дозволяють здійснювати регулювання швидкості даних двигунів шляхом зміни напруги на якорі або в обмотках збудження. Для розширення діапазону регулювання швидкості використовуються різні сигнали зворотного зв'язку (напруга на якорі, тахогенератори і т.д.). Однак експлуатація двигунів постійного струму тягне за собою ряд значних незручностей, пов'язаних з конструктивними особливостями машин даного типу, а саме:
1. Складність конструкції і, як результат, висока ціна
2. Наявність щітково-колекторного вузла
3. Велика маса
4. Необхідність періодичного обслуговування
Всі ці недоліки вимагають істотних витрат при покупці машин постійного струму і їх подальшої експлуатації, а так само вони можуть значно знизити надійність і точність систем в цілому. Необхідно планувати додаткові планово-попереджувальні роботи і зупиняти виробництво для обслуговування щітково-колекторних вузлів і проводити періодичну продувку машин від пилу.
До недавнього часу впровадження асинхронних двигунів (АД) з короткозамкненим ротором в системи, де потрібно широкий діапазон регулювання швидкості, не представлялося можливим, а для зміни швидкості руху приводяться механізмів використовувалися перемикаються редуктори або варіатори. Подальшим розвитком таких систем стала поява асинхронних двигунів з перемиканням числа полюсів (двох і трьох швидкісні двигуни), що дозволяло поступово змінювати швидкість обертання.
З розвитком напівпровідникової електроніки (розробка IGBT транзисторів), з'явилася можливість виробництва недорогих мікропроцесорних перетворювачів частоти, за допомогою яких стало можливим повноцінно управляти швидкістю асинхронних двигунів в широкому діапазоні регулювання (1: 1000). Тепер частота обертання АД не залежить від частоти мережі живлення, двигуни можна розганяти вище їх номінальної швидкості. Так само з'явилася можливість управління моментом асинхронних двигунів. Системи управління рухом з використанням асинхронних двигунів і перетворювачів частоти, виходять дешевше і простіше подібних систем з двигунами постійного струму. Як датчики зворотного зв'язку широко використовуються цифрові пристрої (енкодери), які менш схильні до впливу електромагнітних завад, ніж тахогенератори, класично використовуються з машинами постійного струму.
Асинхронний двигун - проста, недорога, яка не потребує обслуговування машина. Саме ці аргументи привели до того, що на багатьох підприємствах машини постійного струму з тиристорними перетворювачами стали замінювати на асинхронні двигуни з системами управління, побудованими на перетворювачах частоти.
При підборі асинхронного двигуна замість машини постійного струму необхідно враховувати різницю характеристик цих машин. Підбір двигуна здійснюється за такими параметрами:
1. За номінальною швидкості обертання
Діапазон зміни частоти обертання валу асинхронного двигуна має дорівнювати або більше ніж у двигуна постійного струму.
2. По моменту (номінальному, пусковому, максимальному)
Номінальний момент асинхронного двигуна має дорівнювати або бути більше вихідного за умови тривалої роботи в заданому діапазоні частот обертання без перегріву. Максимальний і пусковий моменти повинні бути рівні або бути більше пускового моменту певного для даного механізму.
На малюнку 1 і 2 представлені механічні характеристики асинхронного двигуна і двигуна постійного струму відповідно. Як видно, на малих швидкостях асинхронний двигун має момент значно менше номінального на відміну від двигуна постійного струму. Тому при заміні двигуна постійного струму необхідно однозначно визначити діапазон швидкості обертання валу і необхідний момент в цьому діапазоні. Як правило, для задоволення механічних характеристик приводного механізму, доводиться ставити асинхронний двигун більшої потужності.
Рис.1 Механічна характеристика асинхронного двигуна
Рис.2 Механічна характеристика двигуна постійного струму
3. По режиму роботи
Нагрівання електричної машини залежить від режиму її роботи, тобто від співвідношення тривалості періодів роботи і пауз між ними, або періодів роботи з повної або часткової навантаженням, від частоти включення машини і характеру протікання перехідних процесів.
Поділяють такі режими роботи:
Тривалий режим (S1) - режим при якому час роботи машини при практично незмінних навантаженні і температурі навколишнього середовища досить для нагрівання всіх її частин до практично сталою температури. Режим характеризується незмінними втратами протягом всього часу роботи машини.
Короткочасний режим (S2) - режим при якому періоди незмінною навантаження чергуються з періодами відключення машини, причому за час роботи температура частин машини не встигає досягти сталого значення, а за час пауз машина охолоджується до холодного стану.
Повторно-короткочасний режим (S3-S8) - відрізняється від короткочасного регламентованими тривалістю включення під незмінну навантаження і тривалістю періодів відключення, причому час роботи машини завжди менше часу, необхідного для нагрівання її частин до сталої температури, а час пауз менше необхідного для охолодження машини до практично холодного стану. Відмінність між режимами S3-S8 полягає частотою пусків і тривалістю включення машини.
4. За умовами експлуатації
Згідно ГОСТ 17498-87 асинхронний двигун повинен мати відповідний ступінь захисту IPXX, де перший символ X означає ступінь захисту оболонкою, від проникнення сторонніх твердих тіл, другий символ X означає ступінь захисту оболонкою від шкідливих впливів проникаючої води. Наприклад, IP54 - "Машина не повністю захищена від проникнення всередину оболонки пилу (проте, пил не може проникати в кількості, достатній для порушення роботи виробу) і води, розбризкується на оболонку в будь-якому напрямку".
З усіх питань, стосовно даного застосування звертайтеся в ТОВ "Драйвіка" по тел. 8 (812) 635 90 30 або Email: [email protected]