Nykyaikaisen sähkövoiman kehityksen piirteet

Nykyaikaisen sähkökäytön kehittämistehtävät

Neuvostoliiton romahtamisen ja yhteiskunnan rakennemuutoksen yhteydessä tapahtui merkittäviä muutoksia sähköteollisuuden työn organisoinnissa Venäjällä. Sähköteknisen teollisuuden intensiivisen kehittämisen aikana uusia tehtaita sähkökäyttöjen komponenttien valmistukseen rakennettiin pääasiassa liittotasavallassa. Siksi Neuvostoliiton romahtamisen jälkeen monet sähkötekniset yritykset joutuivat Venäjän ulkopuolelle, mikä edellytti sähköteknisen teollisuuden rakenteen uudelleenjärjestelyä, jonka seurauksena monet tehtaat muuttivat ja laajensivat tuotevalikoimaa.

Venäläisten yritysten teollisuustuotteiden volyymin lasku 1900-luvun lopulla johti sähkön kulutuksen laskuun maassa. Vuosina 1986-2001 sähkönkulutus väheni Venäjällä 18 % (1082,2 miljardista kWh:sta 888 miljardiin kWh:iin) ja IVY-maissa vielä enemmän - 24 % (1673,5 miljardista kWh:sta 1275:een). miljardia kWh).Tämä johti uusien sähkökäyttöjen tarpeen vähenemiseen, mikä vaikutti niiden kehitysvauhtiin.

Kuitenkin 1900-luvun lopulla Venäjällä automatisoitu sähköllä toimiva liike on edelleen suuri sähköenergian kuluttaja ja kehittyy edelleen sähkötekniikan osa-alueena ja yhtenä sähkötekniikan pääsuunnista. Sähköteollisuuden saavutusten ansiosta sähkökoneiden, muuntajien, sähkölaitteiden, energianmuuntolaitteiden luomisessa nykyaikainen sähkökäyttö pystyy täyttämään korkeat vaatimukset palvelemiensa mekanismien ja teknisten linjojen automaatiolle.

Teollisuuden sähköistyksen nykytilan analyysi ja integroitujen automaatiojärjestelmien kehitys osoittavat, että niiden perustana on muuttuva sähkökäyttö, jota käytetään yhä enemmän kaikilla elämän ja yhteiskunnan toiminnan osa-alueilla – teollisesta tuotannosta arkielämään.

Sähkökäyttöjen teknisten ominaisuuksien jatkuvan parantamisen ansiosta ne ovat nykyaikaisen teknisen kehityksen perusta kaikilla käyttöalueilla. Samaan aikaan nykyaikaisen automatisoidun sähkökäytön kehittämisessä havaitaan useita sen elementtipohjan tilasta ja tuotannon tarpeista johtuvia erityispiirteitä.

Ensimmäinen sähkökäytön ominaisuus tässä kehitysvaiheessa on säädettävän sähkökäytön käyttöalueen laajentaminen, mikä johtuu pääasiassa taajuusmuuttajakäyttöjen määrällisestä ja laadullisesta kasvusta.

Tyristori- ja transistoritaajuusmuuttajien viime vuosina tehdyt parannukset ovat johtaneet säädettävien sähkökäyttöjen intensiiviseen kehittämiseen asynkronisilla sähkömoottoreilla, jotka ovat rakenteeltaan yksinkertaisempia ja vähemmän metallia kuluttavia, mikä on johtanut ohjattavien tasavirtasähkökäyttöjen syrjäyttämiseen, joilla on tällä hetkellä vallitseva sovellus Venäjällä.

Toinen nykyaikaisen sähkökäytön kehityksen piirre on lisääntyneet vaatimukset sähkökäytön dynaamisille ja staattisille indikaattoreille, sen toimintojen laajeneminen ja monimutkaistuminen liittyen teknisten laitteistojen ja prosessien hallintaan... Sähkökäytön kehitys seuraa luomispolkua digitaaliset ohjausjärjestelmät ja nykyaikaisen käytön laajentaminen mikroprosessoritekniikkaa.

Tämä johtaa sähkökäyttöjärjestelmien monimutkaisuuteen, joten tehtävien oikea määrittely, jotka voidaan ratkaista tehokkaasti nykyaikaisilla mikroprosessoriohjaimilla.

Kolmas ominaisuus sähkökäytön kehitykselle on halu yhtenäistää sen elementtikanta, luoda täydellisiä sähkökäyttöjä nykyaikaisella mikroelektroniikalla ja lohkomoduuliperiaatteella... Tämän perustan toteutus on kokonaissähkön jatkokehitys- ja parannusprosessi. Taajuusmuuttajat käyttävät taajuussäätöjärjestelmiä AC-moottoreille.

Nykyaikaisen sähkökäytön kehityksen neljäs ominaisuus on sen laaja käyttö energiaa säästävien teknologioiden käyttöönotossa tuotantoprosessien hallinnassa... Teollisuuden kehitys määrittää automatisoidun sähkökäytön kasvavan merkityksen energian perustana. tuotantoprosessien automatisointi.

Sähkökäyttö on tärkein sähköenergian kuluttaja. Maassamme tuotetun sähkön kokonaismäärästä yli 60 % muunnetaan sähkökäytön avulla mekaaniseksi liikkeeksi, mikä varmistaa koneiden ja mekanismien toiminnan kaikilla teollisuudenaloilla ja jokapäiväisessä elämässä. Tässä suhteessa pienten ja keskisuurten sähköisten massakäyttöjen energiaindikaattorit ovat erittäin tärkeitä teknisten ja taloudellisten ongelmien ratkaisemisessa.

Sähkön järkevän ja taloudellisen kulutuksen ongelma vaatii nykyään erityistä huomiota. Näin ollen sähkökäytön kehittäminen edellyttää kiireellistä ratkaisua sähkökäytön järkevän suunnittelun ja käytön ongelmaan energiankulutuksen kannalta. Tämä ongelma edellyttää sähkökäyttöjen tehokkuuden parantamiseen tähtäävien toimenpiteiden tutkimusta ja kehittämistä sekä teknisten koneiden hallinnan organisointia, mikä vähentää niiden sähkönkulutusta.

Viides nykyaikaisen sähkökäytön kehityksen ominaisuus on halu moottorin ja mekanismin orgaaniseen fuusion... Tämä vaatimus määräytyy koneiden ja mekanismien kinemaattisten ketjujen yksinkertaistamiseen tähtäävien teknologioiden yleisestä kehityksestä. , joka tuli mahdolliseksi mekanismiin rakenteellisesti sisäänrakennetun säädettävän sähkökäytön järjestelmien parantamisen ansiosta.

Yksi tämän suuntauksen ilmenemismuodoista on halu käyttää laajasti sähkökäyttöä ilman vaihteita... Tällä hetkellä tehokkaita vaihteistottomia sähkökäyttöjä on luotu telamyllyihin, kaivosnostokoneisiin, kaivinkoneiden päämekanismeihin ja suurnopeushisseihin. Näissä laitteissa käytetään hidaskäyntisiä moottoreita, joiden nimellinen pyörimisnopeus on 8 - 120 rpm.Tällaisten moottoreiden koosta ja painon kasvusta huolimatta suoravetoisten sähkökäyttöjen käyttö vaihteisiin verrattuna on perusteltua niiden suuremmalla luotettavuudella ja nopeudella.

Sähkökäytön nykytila, pitkäjänteiset tehtävät ja kehitystrendit määräävät sen elementtipohjan kehittämistarpeen.

Sähkökäytön elementtipohjan kehittämisnäkymät

Ottaen huomioon nykyaikaisen sähkökäytön kehitys, on tarpeen ottaa huomioon, että sähkölaitteiden parantamisen objektiivinen suuntaus on sen monimutkaisuus johtuen teknisten prosessien lisääntyneestä kysynnästä ja sähkötuotteiden kuluttajaominaisuuksien laajentumisesta.

Näissä olosuhteissa sähkökäytön ja sen ohjausvälineiden kehittämisen päätehtävänä on työkoneiden, mekanismien ja teknologialinjojen automatisoinnin vaatimusten mahdollisimman täydellinen tyydyttäminen, samalla kun nämä mahdollisuudet voidaan toteuttaa tehokkaimmin nykyaikaisten mikroprosessorien avulla säädettävät nopeudet säädettävät asemat.

Tällä hetkellä päätehtävänä on laajentaa säädettäväjännitteisten taajuusmuuttajien sovellusalueita. Tämän ongelman onnistunut ratkaiseminen mahdollistaa työn sähkölaitteiden lisäämisen, monien teknisten laitteistojen ja prosessien mekanisoinnin ja automatisoinnin, mikä lisää merkittävästi työn tuottavuutta.

Tätä varten on tarpeen ratkaista useita tieteellisiä, teknisiä ja tuotantoongelmia sähkötekniikan alalla, koska sähkökäyttöjärjestelmien kehittäminen edellyttää mekaanisten voimansiirtojen, sähkömoottoreiden, puolijohdeenergiamuuntimien ja mikro-ohjainten elementtien parantamista.

Mekaanisten liikeanturien parantaminen

Kattava ratkaisu nykyaikaisten sähkökäyttöjen ja niihin perustuvien sähkömekaanisten kompleksien parantamiseen vaatii erityistä huomiota mekaanisten liikemuuntimien suunnittelussa ja toteutuksessa. Tällä hetkellä trendi on yksinkertaistaa prosessilaitteiden mekaanisia laitteita ja monimutkaistaa niiden sähkökomponentteja.

Uusia teknisiä laitteita suunniteltaessa käytetään yleensä "lyhyitä" mekaanisia voimansiirtoja ja suorakäyttöisiä sähkökäyttöjä.Tehdyt tutkimukset osoittavat, että vaihteettomat sähkökäytöt ovat painon ja koon sekä tehokkuusindikaattoreiden osalta vertailukelpoisia vaihdettujen sähkökäyttöjen painon ja koon sekä tehokkuusindikaattoreiden kanssa, jos sähkömoottorin lisäksi vaihteisto otetaan huomioon.

Merkittävä voitto jäykkien mekaanisten voimansiirtojen ja vaihteistottomien sähkökäyttöjen käytössä on koneiden toimeenpanoelinten liikkeenohjausjärjestelmien laadun ja mekanismien luotettavuuden korkeampien indikaattoreiden saavuttaminen. Tämä johtuu siitä, että laajennetut takaisinkytkennällä peitetyt mekaaniset voimansiirrot rajoittavat merkittävästi sähköisen ajon ohjausjärjestelmän kaistanleveyttä elastisten mekaanisten värähtelyjen vuoksi.

Yksinkertaisimmilla mekaanisilla voimansiirroilla yleisiin teollisiin sovelluksiin on yleensä useita elastisen värähtelyn resonanssitaajuuksia hampaiden, akselien ja tukien joustavuuden vuoksi. Jos tähän lisätään tarve monimutkaista mekaniikkaa välysnäytelaitteiden käytön vuoksi, käy ilmi, että vaihteistottomien käyttölaitteiden käyttö tulee yhä merkityksellisemmäksi, erityisesti korkean suorituskyvyn ja laadukkaiden prosessilaitteiden osalta.

Lupaava suunta sähkökäyttöjen kehityksessä on lineaaristen sähkömoottoreiden käyttö, joiden avulla on mahdollista sammuttaa vaihteiston lisäksi myös laitteet, jotka muuttavat moottoreiden roottoreiden pyörimisliikkeet työskentelyn translaatioliikkeeksi. koneiden rungot.Lineaarimoottorilla varustettu sähkökäyttö on orgaaninen osa koneen yleistä suunnittelua, mikä yksinkertaistaa erittäin paljon sen kinematiikkaa ja luo mahdollisuuksia koneiden optimaaliseen suunnitteluun työkappaleiden translaatioliikkeellä.

Viime aikoina on kehitetty intensiivisesti teknisiä laitteita, joissa on mekanismiin sisäänrakennetut sähkömoottorit. Esimerkkejä tällaisista laitteista ovat:

• voimatyökalu,

• nivelliitoksiin upotettuja robotteja ja manipulaattoreita ohjaavat moottorit,

• nostovinssien sähkökäytöt, joissa moottori on rakenteellisesti yhdistetty roottorina toimivaan rumpuun.

Viime vuosina kotimainen ja ulkomainen käytäntö on havainnut suuntauksen kohti sähkömekaanisen muuntimen (sähkömoottorin) syvempää integrointia työkappaleeseen ja joihinkin ohjauslaitteisiin. Tämä on esimerkiksi moottoripyörä vetosähkökäytössä, sähkökara hiomakoneissa sukkula on kudontalaitteiston lineaarisen sähkökäytön translaatiossa liikkuva elementti, kaksikoordinaattisella (X, Y) moottorilla varustetun koordinaattikonstruktorin toimeenpaneva elin.

Tämä suuntaus on progressiivinen, koska integroidut sähkökäytöt kuluttavat vähemmän materiaalia, niillä on paremmat energiaominaisuudet, ne ovat kompakteja ja helppokäyttöisiä. Luotettavien ja taloudellisten integroitujen sähkökäyttöjen luomista tulee kuitenkin edeltää kattavat teoreettiset ja kokeelliset tutkimukset sekä nykyaikaisella tasolla toteutetut suunnittelukehitykset, joihin sisältyy välttämättä parametrien optimointi, luotettavuusestimaattien saaminen.Lisäksi tämänsuuntaisen työn tulisi suorittaa eri profiilien asiantuntijoita.

Katso myös: Säädettävä sähkökäyttö energiansäästökeinona