คุณสมบัติของการพัฒนาระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าสมัยใหม่

งานปรับปรุงไดรฟ์ไฟฟ้าที่ทันสมัย

ในการเชื่อมต่อกับการล่มสลายของสหภาพโซเวียตและการปรับโครงสร้างสังคม การเปลี่ยนแปลงที่สำคัญเกิดขึ้นในองค์กรของอุตสาหกรรมไฟฟ้าในรัสเซีย ในช่วงที่มีการพัฒนาอย่างเข้มข้นของอุตสาหกรรมไฟฟ้า โรงงานใหม่สำหรับการผลิตชิ้นส่วนสำหรับไดรฟ์ไฟฟ้าส่วนใหญ่ถูกสร้างขึ้นในสหภาพสาธารณรัฐ ดังนั้นหลังจากการล่มสลายของสหภาพโซเวียต บริษัท ด้านเทคนิคไฟฟ้าหลายแห่งพบว่าตัวเองอยู่นอกรัสเซียซึ่งจำเป็นต้องปรับโครงสร้างของอุตสาหกรรมไฟฟ้าซึ่งเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงและขยายขอบเขตของผลิตภัณฑ์

ปริมาณผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมที่ลดลงจากวิสาหกิจของรัสเซียในช่วงปลายศตวรรษที่ 20 ทำให้ปริมาณการใช้ไฟฟ้าในประเทศลดลง ในช่วงปี 2529 ถึง 2544 การลดการใช้ไฟฟ้าในรัสเซียเกิดขึ้น 18% (จาก 1,082.2 พันล้าน kWh เป็น 888 พันล้าน kWh) และในประเทศ CIS นั้นมากกว่านั้น - 24% (จาก 1673.5 พันล้าน kWh เป็น 1275 พันล้านกิโลวัตต์ชั่วโมง)สิ่งนี้ทำให้ความต้องการไดรฟ์ไฟฟ้าใหม่ลดลงซึ่งส่งผลต่อการพัฒนา

อย่างไรก็ตามในตอนท้ายของศตวรรษที่ 20 ระบบอัตโนมัติในรัสเซีย การเคลื่อนไหวขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า ยังคงเป็นผู้บริโภคพลังงานไฟฟ้ารายใหญ่และยังคงพัฒนาเป็นสาขาหนึ่งของวิศวกรรมไฟฟ้าและเป็นหนึ่งในทิศทางหลักของวิศวกรรมไฟฟ้า ด้วยความสำเร็จของอุตสาหกรรมไฟฟ้าในด้านการสร้างเครื่องจักรไฟฟ้า หม้อแปลงไฟฟ้า อุปกรณ์ไฟฟ้า อุปกรณ์แปลงพลังงาน ไดรฟ์ไฟฟ้าที่ทันสมัยจึงสามารถตอบสนองความต้องการระดับสูงสำหรับระบบอัตโนมัติของกลไกและสายเทคโนโลยีที่ให้บริการได้

การวิเคราะห์สถานะปัจจุบันของการใช้พลังงานไฟฟ้าในอุตสาหกรรมและการพัฒนาระบบอัตโนมัติแบบบูรณาการแสดงให้เห็นว่าพื้นฐานของพวกเขาคือไดรฟ์ไฟฟ้าแบบแปรผันซึ่งใช้มากขึ้นในทุกด้านของชีวิตและกิจกรรมของสังคมตั้งแต่การผลิตภาคอุตสาหกรรมไปจนถึงชีวิตประจำวัน

เนื่องจากการปรับปรุงคุณสมบัติทางเทคนิคของไดรฟ์ไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง จึงเป็นพื้นฐานของความก้าวหน้าทางเทคนิคที่ทันสมัยในทุกด้านของการใช้งาน ในขณะเดียวกันก็สังเกตเห็นลักษณะเฉพาะหลายประการในการพัฒนาไดรฟ์ไฟฟ้าอัตโนมัติที่ทันสมัยเนื่องจากสถานะขององค์ประกอบพื้นฐานและความต้องการในการผลิต

ลักษณะแรกของไดรฟ์ไฟฟ้าในขั้นตอนการพัฒนานี้คือการขยายขอบเขตการใช้งานไดรฟ์ไฟฟ้าแบบแปรผันส่วนใหญ่เกิดจากการเติบโตเชิงปริมาณและคุณภาพของไดรฟ์ AC แบบปรับความถี่ได้

การปรับปรุงที่เกิดขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาในตัวแปลงความถี่ไทริสเตอร์และทรานซิสเตอร์ได้นำไปสู่การพัฒนาอย่างเข้มข้นของไดรฟ์ไฟฟ้าแบบปรับได้โดยใช้มอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสด้วยการออกแบบที่เรียบง่ายขึ้นและมีการใช้โลหะน้อยลง ซึ่งนำไปสู่การแทนที่ของไดรฟ์ไฟฟ้ากระแสตรงแบบควบคุมได้ ซึ่งปัจจุบันมี แอปพลิเคชั่นที่โดดเด่นในรัสเซีย

ลักษณะที่สองของการพัฒนาไดรฟ์ไฟฟ้าสมัยใหม่คือความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับตัวบ่งชี้ไดนามิกและคงที่ของไดรฟ์ไฟฟ้า การขยายตัวและความซับซ้อนของฟังก์ชันที่เกี่ยวข้องกับการจัดการการติดตั้งทางเทคโนโลยีและกระบวนการ... การพัฒนาไดรฟ์ไฟฟ้าเป็นไปตามเส้นทางของการสร้าง ระบบควบคุมแบบดิจิตอลและขยายการใช้งานที่ทันสมัย เทคโนโลยีไมโครโปรเซสเซอร์.

สิ่งนี้นำไปสู่ความซับซ้อนของระบบขับเคลื่อนไฟฟ้า ดังนั้นการกำหนดงานที่ถูกต้องที่สามารถแก้ไขได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยใช้ตัวควบคุมไมโครโปรเซสเซอร์ที่ทันสมัย

ลักษณะที่สามของการพัฒนาไดรฟ์ไฟฟ้าคือความปรารถนาที่จะรวมฐานองค์ประกอบเข้าด้วยกัน สร้างไดรฟ์ไฟฟ้าที่สมบูรณ์โดยใช้ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัย ​​และหลักการบล็อกโมดูล... การดำเนินการตามพื้นฐานนี้เป็นกระบวนการของการพัฒนาและปรับปรุงระบบไฟฟ้าที่สมบูรณ์เพิ่มเติม ขับเคลื่อนโดยใช้ระบบควบคุมความถี่สำหรับมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ

ลักษณะที่สี่ของการพัฒนาไดรฟ์ไฟฟ้าสมัยใหม่คือการใช้งานอย่างแพร่หลายสำหรับการนำเทคโนโลยีประหยัดพลังงานมาใช้ในการจัดการกระบวนการผลิต... การพัฒนาอุตสาหกรรมกำหนดความสำคัญที่เพิ่มขึ้นของไดรฟ์ไฟฟ้าอัตโนมัติในฐานะพื้นฐานด้านพลังงานสำหรับ ระบบอัตโนมัติของกระบวนการผลิต

ไดรฟ์ไฟฟ้าเป็นผู้ใช้หลักของพลังงานไฟฟ้า จากปริมาณการผลิตไฟฟ้าทั้งหมดในประเทศของเรา มากกว่า 60% ถูกแปลงโดยการขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าเป็นการเคลื่อนไหวทางกล เพื่อให้มั่นใจถึงการทำงานของเครื่องจักรและกลไกในทุกอุตสาหกรรมและในชีวิตประจำวัน ในเรื่องนี้ตัวบ่งชี้พลังงานของไดรฟ์ไฟฟ้าขนาดเล็กและขนาดกลางมีความสำคัญอย่างยิ่งในการแก้ปัญหาทางเทคนิคและเศรษฐกิจ

ปัญหาของการใช้ไฟฟ้าอย่างมีเหตุผลและประหยัดต้องได้รับความสนใจเป็นพิเศษในปัจจุบัน ดังนั้นการพัฒนาไดรฟ์ไฟฟ้าจึงต้องมีแนวทางแก้ไขอย่างเร่งด่วนสำหรับปัญหาการออกแบบอย่างมีเหตุผลและการใช้ไดรฟ์ไฟฟ้าจากมุมมองของการใช้พลังงาน ปัญหานี้ต้องการการวิจัยและพัฒนามาตรการที่มุ่งปรับปรุงประสิทธิภาพของไดรฟ์ไฟฟ้าและจัดระเบียบการจัดการเครื่องจักรเทคโนโลยีซึ่งช่วยลดการใช้ไฟฟ้า

ลักษณะที่ห้าของการพัฒนาไดรฟ์ไฟฟ้าสมัยใหม่คือความปรารถนาที่จะหลอมรวมอินทรีย์ของเครื่องยนต์และกลไก... ข้อกำหนดนี้กำหนดโดยแนวโน้มทั่วไปในการพัฒนาเทคโนโลยีที่มุ่งลดความซับซ้อนของห่วงโซ่จลนศาสตร์ของเครื่องจักรและกลไก ซึ่งเป็นไปได้ด้วยการปรับปรุงระบบของไดรฟ์ไฟฟ้าแบบปรับได้ซึ่งมีโครงสร้างอยู่ในกลไก

หนึ่งในสัญญาณของแนวโน้มนี้คือความต้องการใช้ไดรฟ์ไฟฟ้าแบบไม่มีเกียร์อย่างกว้างขวาง ปัจจุบันมีการสร้างไดรฟ์ไฟฟ้าแบบไม่มีเกียร์อันทรงพลังสำหรับโรงสีลูกกลิ้ง เครื่องยกเหมือง กลไกหลักของรถขุดและลิฟต์ความเร็วสูง อุปกรณ์เหล่านี้ใช้มอเตอร์ความเร็วต่ำที่มีความเร็วรอบเล็กน้อยตั้งแต่ 8 ถึง 120 รอบต่อนาที แม้จะมีขนาดและน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นของมอเตอร์ดังกล่าว

สถานะปัจจุบัน งานระยะยาว และแนวโน้มในการพัฒนาไดรฟ์ไฟฟ้ากำหนดความจำเป็นในการปรับปรุงฐานองค์ประกอบ

โอกาสในการพัฒนาฐานองค์ประกอบของไดรฟ์ไฟฟ้า

เมื่อพิจารณาถึงการพัฒนาไดรฟ์ไฟฟ้าที่ทันสมัย ​​จำเป็นต้องคำนึงถึงแนวโน้มวัตถุประสงค์ของการปรับปรุงอุปกรณ์ไฟฟ้าคือความซับซ้อน เนื่องจากความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับกระบวนการทางเทคโนโลยีและการขยายตัวของคุณสมบัติของผู้บริโภคของผลิตภัณฑ์ไฟฟ้า

ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ภารกิจหลักของการพัฒนาไดรฟ์ไฟฟ้าและวิธีการควบคุมคือการตอบสนองข้อกำหนดสำหรับการทำงานอัตโนมัติของเครื่องจักรกลไกและสายเทคโนโลยีอย่างสมบูรณ์ที่สุด ในขณะเดียวกันความเป็นไปได้เหล่านี้สามารถนำไปใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดด้วย ความช่วยเหลือของไมโครโปรเซสเซอร์ที่ทันสมัย ​​ไดรฟ์ที่ ควบคุมความเร็วได้

ปัจจุบัน ภารกิจหลักคือการขยายขอบเขตการใช้งานของไดรฟ์ AC ที่มีแรงดันไฟฟ้าผันแปร การแก้ปัญหานี้ประสบความสำเร็จทำให้สามารถเพิ่มอุปกรณ์ไฟฟ้าของแรงงาน เครื่องจักร และทำให้การติดตั้งและกระบวนการทางเทคโนโลยีจำนวนมากเป็นแบบอัตโนมัติ ซึ่งจะช่วยเพิ่มผลิตภาพแรงงานได้อย่างมาก

สำหรับสิ่งนี้ จำเป็นต้องแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ ทางเทคนิค และการผลิตจำนวนมากในสาขาวิศวกรรมไฟฟ้า เนื่องจากการพัฒนาระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าจำเป็นต้องมีการปรับปรุงองค์ประกอบของการส่งกำลังเชิงกล มอเตอร์ไฟฟ้า ตัวแปลงพลังงานเซมิคอนดักเตอร์ และไมโครคอนโทรลเลอร์

การปรับปรุงทรานสดิวเซอร์การเคลื่อนที่เชิงกล

วิธีแก้ปัญหาที่ครอบคลุมสำหรับปัญหาของการปรับปรุงไดรฟ์ไฟฟ้าที่ทันสมัยและคอมเพล็กซ์ระบบเครื่องกลไฟฟ้าตามนั้นต้องการความสนใจเป็นพิเศษในการออกแบบและการใช้งานตัวแปลงการเคลื่อนไหวเชิงกล ปัจจุบันมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นในการทำให้อุปกรณ์เชิงกลของอุปกรณ์กระบวนการง่ายขึ้นและทำให้ส่วนประกอบทางไฟฟ้าซับซ้อนขึ้น

เมื่อออกแบบอุปกรณ์เทคโนโลยีใหม่ ๆ พวกเขามักจะใช้การส่งสัญญาณเชิงกล "สั้น" และไดรฟ์ไฟฟ้าแบบขับตรงการศึกษาที่ดำเนินการแสดงให้เห็นว่าในแง่ของน้ำหนัก ขนาด และตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพ ไดรฟ์ไฟฟ้าแบบไม่มีเกียร์เทียบได้กับน้ำหนัก ขนาด และตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพของไดรฟ์ไฟฟ้าแบบมีเกียร์ หากไม่พิจารณาเฉพาะมอเตอร์ไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังรวมถึงกระปุกเกียร์ด้วย

การได้รับประโยชน์อย่างมากในการใช้ระบบส่งกำลังเชิงกลแบบแข็งและไดรฟ์ไฟฟ้าแบบไม่มีเกียร์คือความสำเร็จของตัวบ่งชี้คุณภาพของระบบควบคุมการเคลื่อนไหวที่สูงขึ้นสำหรับส่วนบริหารของเครื่องจักรและความน่าเชื่อถือของกลไก นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าการส่งสัญญาณเชิงกลแบบขยายที่ครอบคลุมด้วยการป้อนกลับจำกัดแบนด์วิดท์ของระบบควบคุมไดรฟ์ไฟฟ้าอย่างมากเนื่องจากมีการสั่นสะเทือนเชิงกลแบบยืดหยุ่น

การส่งสัญญาณเชิงกลที่ง่ายที่สุดสำหรับงานอุตสาหกรรมทั่วไปมักจะมีการสั่นสะเทือนแบบยืดหยุ่นหลายความถี่เนื่องจากความยืดหยุ่นของฟัน เพลา และส่วนรองรับ หากเราเพิ่มความจำเป็นในการทำให้กลไกซับซ้อนขึ้นเนื่องจากการใช้อุปกรณ์สุ่มตัวอย่างแบบฟันเฟือง จะเห็นได้ชัดว่าการใช้ไดรฟ์แบบไม่มีเกียร์จะมีความเกี่ยวข้องมากขึ้นเรื่อยๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับอุปกรณ์กระบวนการที่มีประสิทธิภาพสูงและมีคุณภาพ

ทิศทางที่มีแนวโน้มในการพัฒนาไดรฟ์ไฟฟ้าคือการใช้มอเตอร์ไฟฟ้าเชิงเส้นซึ่งทำให้สามารถปิดได้ไม่เพียง แต่กระปุกเกียร์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงอุปกรณ์ที่แปลงการเคลื่อนที่แบบหมุนของโรเตอร์ของเครื่องยนต์เป็นการเคลื่อนที่แบบแปลของการทำงาน ร่างกายของเครื่องจักรไดรฟ์ไฟฟ้าที่มีมอเตอร์เชิงเส้นเป็นองค์ประกอบที่เป็นธรรมชาติของการออกแบบโดยรวมของเครื่องจักร ซึ่งช่วยลดความซับซ้อนของจลนศาสตร์และสร้างโอกาสสำหรับการออกแบบเครื่องจักรที่เหมาะสมที่สุดด้วยการเคลื่อนที่แบบแปลของส่วนการทำงาน

เมื่อเร็ว ๆ นี้อุปกรณ์เทคโนโลยีที่มีมอเตอร์ไฟฟ้าติดตั้งอยู่ในกลไกได้รับการพัฒนาอย่างเข้มข้น ตัวอย่างของอุปกรณ์ดังกล่าวได้แก่:

• เครื่องมือไฟฟ้า,

• มอเตอร์สำหรับขับเคลื่อนหุ่นยนต์และหุ่นยนต์ที่ฝังอยู่ในข้อต่อที่ประกบกัน

• ไดรฟ์ไฟฟ้าของกว้านรอกซึ่งมอเตอร์ถูกรวมเข้ากับโครงสร้างกับดรัมที่ทำหน้าที่เป็นโรเตอร์

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แนวปฏิบัติทั้งในประเทศและต่างประเทศได้สังเกตเห็นแนวโน้มของการบูรณาการที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นของตัวแปลงไฟฟ้า (มอเตอร์ไฟฟ้า) กับส่วนการทำงานและอุปกรณ์ควบคุมบางอย่าง ตัวอย่างเช่น นี่คือล้อมอเตอร์ในระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าแบบฉุดลาก อิเล็กโทรสปินเดิล ในเครื่องบด กระสวยเป็นองค์ประกอบเคลื่อนที่เชิงแปลของไดรฟ์ไฟฟ้าเชิงเส้นของอุปกรณ์ทอผ้า ซึ่งเป็นส่วนบริหารของตัวสร้างพิกัดที่มีมอเตอร์สองพิกัด (X, Y)

แนวโน้มนี้มีความก้าวหน้าเนื่องจากไดรฟ์ไฟฟ้าในตัวมีการใช้วัสดุน้อยลง มีคุณลักษณะด้านพลังงานที่ดีขึ้น มีขนาดกะทัดรัดและใช้งานง่าย อย่างไรก็ตาม การสร้างไดรฟ์ไฟฟ้าแบบบูรณาการที่เชื่อถือได้และประหยัดจะต้องนำหน้าด้วยการศึกษาเชิงทฤษฎีและการทดลองอย่างครอบคลุม ตลอดจนการพัฒนาการออกแบบที่ดำเนินการในระดับที่ทันสมัย ​​ซึ่งจำเป็นต้องมีการปรับพารามิเตอร์ให้เหมาะสม การได้รับค่าประมาณความน่าเชื่อถือนอกจากนี้งานในทิศทางนี้ควรดำเนินการโดยผู้เชี่ยวชาญจากโปรไฟล์ต่างๆ

ดูสิ่งนี้ด้วย: ไดรฟ์ไฟฟ้าแบบแปรผันเป็นวิธีการประหยัดพลังงาน