ЭлектрО - Классификация электроприемников
Приветствую Вас, Гость! Регистрация RSS

ЭлектрО

Пятница, 29.03.2024

КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКОВ

 

По технологическому назначению приемники электро­энергии классифицируют в зависимости от вида энергии, в кото­рый данный приемник преобразует электрическую энергию: элек­троприводы машин и механизмов; электротермичес­кие приемники; электрохимические и электролизные установки; установки электростатического и электромагнитного поля; электроосветительные установки.

Элек­троприводы машин и механизмов. Электромеханическое устройство, предназначенное для элект­рификации и автоматизации производственных процессов назы­вают электрическим приводом. Электропривод (рис. 1) состоит из: преобразователя 1, электродвигателя или группы электродви­гателей 2, передаточного 3, управляющего 4 и рабочего 5 ор­ганов.

 

 

Рис. 1. Структурная схема электропривода.

 

Электрическую энергию электропривод преобразует в меха­ническую и обеспечивает управление преобразованной энергией в соответствии с технологическими требованиями к режимам работы механизма. В простейшем случае электропривод пред­ставляет собой электродвигатель, питаемый от сети и приводящий в дви­жение с постоянной скоростью какой-либо механизм. Для вклю­чения двигателя в сеть применяют обычный магнитный пуска­тель, контактор, рубильник или пакетный выключатель.

В зависимости от способа пере­дачи энергии от двигателя к рабочим органам механизмов электроприводы бы­вают групповые, индивидуальные или многодвигательные.

Групповым называют привод, в кото­ром один двигатель приводит в движение с помощью трансмиссий или передач группу рабочих машин или рабочих ор­ганов одной машины.

Индивидуальным называют привод, в котором двигатель приводит в движе­ние только один рабочий орган машины. Электропривод центробежного насоса — индивидуальный. По сравнению с груп­повым индивидуальный привод позволя­ет упростить кинематическую схему рабо­чей машины. Иногда двигатель встраива­ют в механизм так, что он образует с рабочим органом единое целое.

В многодвигательном приводе отдельные рабочие органы машины приводятся в движение самостоятельным двигателем через систему передачи.

Совокупность связанных между собой электромагнитных, электромеханических, полупроводниковых и подобных им элеме­нтов называют системой управления приводом.

Электроприводы используют в различных устройствах:

станки (металлообрабатывающие станки, и т. д.), ручные электроинструменты, подъемно-транспортные устройства, компрессоры, вентиля­торы насосы и т. д.

 

Одним из главных электрифицированных потребителей явля­ется электропривод металлообрабатывающих станков.

Электрооборудование и автоматику металлообрабатываю­щих станков оснащают современными типами электроприводов и средствами автоматического управления. Это обеспечивает высокую производительность и точность обработки, безопас­ность и удобство управления и их обслуживания.

В соответствии с действующими каталогами металлообраба­тывающие (металлорежущие) станки подразделяют на следу­ющие девять групп: 1) токарные; 2) сверлильные и расточные; 3) шлифовальные и полировальные; 4) комбинированные; 5) зубо-и резьбообрабатывающие; 6) фрезерные; 7) строгальные, долбеж­ные и протяжные; 8) разрезные; 9) разные.

Значительное место в механизме станков занимают вспомо­гательные движения и устройства: установка; зажим и пе­ремещение инструмента; контрольные операции при обработке; смазка; охлаждение и др.

Современные станки различных типов выпускаются станкост­роительной промышленностью в комплекте с электроприводами для главных, вспомогательных движений и движений подачи в соответствии с требованиями технологического режима их работы (характер нагрузки, диапазон регулирования, частота включений и др.), механическими характеристиками и энергети­ческими показателями электропривода (коэффициент мощности, КПД), а также требованиями надежности, простоты обслужива­ния и наладки.

На промышленных предприятиях часто применя­ют различные краны, предназначенные для вертикального и го­ризонтального перемещения грузов. По способу передвижения их делят на перемещающиеся по рельсовым путям и самоходные. Электрооборудование кранов, перемещающихся по рельсо­вым путям, подключают к стационарным источникам электро­энергии напряжением 380/220 В. Многие из современных кранов — это машины с многодвига­тельным приводом. Применяются электродвигатели кранового типа, преимущественно переменного тока промышленной часто­ты 50 Гц асинхронные с фазным ротором. Краны имеют значи­тельную мощность (30...250 кВт и более), поэтому энергетические показатели зависят от их режима работы.

Подъемно-транспортные устройства работают в повторно-кратковременном режиме. В связи с резкими изменениями на­грузки коэффициент мощности также изменяется в значительных пределах, в среднем 0,3...0,8.

Двигатели компрессоров, вентиляторов и насосов работают в продолжительном режиме и в зависимости от их мощности снабжаются электрической энергией напряжением 0,4...10 кВ.  Мощность этих установок изменяется в широком диапазоне (от долей киловатта до сотен и даже тысяч киловатт). Питание двигателей производят током промышленной частоты 50 Гц.

Для электропривода мелких и средних насосов, компрессоров и вентиляторов чаще всего применяют асинхронные двигатели с короткозамкнутой обмоткой ротора.

Электротермические приемники промышленных предприятий в соответствии с методами нагрева (рис. 2.) делят на следующие группы: дуговые электропечи для плавки черных и цветных ме­таллов, установки индукционного нагрева для плавки и термооб­работки металлов и сплавов, электронные плавильные печи, вакуумные печи и печи шлакового переплава, электрические печи сопротивления и электросварочные установки.

 

 

Рис. 2. Методы электрического нагрева.

 

Электроснабжение электротермических установок имеет ряд особенностей, связанных с различием характера их нагрузок.

Дуговые электрические печи используют как сталеплавиль­ные, рудно-термические и печи косвенного действия для плавки цветных металлов. Это мощные электроприемники низкого не­стандартного напряжения (110...750 В), подключаемые через спе­циальные печные трансформаторы к источникам переменного тока 6...35 кВ, а также к шинам 110, 154 кВ. Номинальная мощность печных агрегатов от 0,4 (печи 0,5 т) до 125 MB·А (220 т) с перспективой до 250 MB·А (360 т). Большая мощность дуговых электропечей и резкопеременный характер их нагрузки оказывают большое влияние на работу всей системы электро­снабжения.

Индукционные плавильные печи промышленной частоты 50 Гц, повышенной частоты 500...10000 Гц и высокой частоты 105...188 Гц представляют собой трёхфазную электрическую нагрузку «спокойного» режима работы, т.е. мало изменяющуюся в процессе плавки. Печи повышенной частоты питаются от вен­тильных преобразователей частоты, а печи высокой часто­ты — от ламповых генераторов, к которым подводится перемен­ный ток 0,4 — 0,69 кВ, 50 Гц. Индукционные печи имеют низкий коэффициент мощности: от 0,1 до 0,5.

Электронные плавильные печи, вакуумные печи и  печи шлакового переплава применяют для выплавки металлов самой высокой чистоты и с наилучшими свойствами. Мощность их того же порядка, что и печей сопротивления. По надежности электро­снабжения эти печи относят к электроприемникам первой категории, так как очень дорогим является выплавляемый ими металл. Электропечи таких типов требуют резервированного электроснабжения, так как при перерыве питания на время более 30 могут возникнуть их повреждения с длительным выходом в ремонт.

Печи сопротивления прямого и косвенного действия потребля­ют мощности меньше, чем дуговые сталеплавильные печи. Боль­шая их часть имеет мощность до 2000 кВт и подключается к сети 380 В, коэффициент мощности близок к 1,0. Печи сопротивления выполняют трехфазными и однофазными. В случае однофазного исполнения, если не приняты соответствующие меры, эти печи могут быть причиной недопустимой несимметрии в системе элек­троснабжения.

Электросварочные установки. Технологически сварку делят на дуговую и контактную, по способу производства работ — на ручную и автоматическую.

Для питания сварочных агрегатов постоянного тока преиму­щественное распространение получают выпрямительные уста­новки, преобразующие переменный ток трехфазной системы с на­пряжением 380/220 В в постоянный с напряжением 30...32 В.

Электросварочные установки переменного тока работают на частоте 50 Гц и напряжении 380/220 В; они представляют собой однофазную нагрузку в виде сварочных трансформаторов для дуговой сварки и сварочных аппаратов для контактной сварки. Сварка на переменном тике создает однофазную нагрузку с по­вторно-кратковременным режимом работы, неравномерной на­грузкой фаз и низким коэффициентом мощности (0,3...0,45 для дуговой и 0,4…0,7 для контактной сварки).

                Электрохимические и электролизные установки (электролити­ческие ванны для электролиза воды, растворов, расплавов цвет­ных металлов; установки электрохимических процессов в газе; ванны для гальванических покрытии: омеднения, никелирования, хромирования, оцинкования и т. п.) работают на постоянном токе, который получают от преобразовательных подстанций, выпрямляющих трехфазный переменный ток. Электролитический процесс требует постоянства выпрямленного тока, для чего необ­ходимо регулирование напряжения. Коэффициент мощности та­ких установок 0,8...0,9.

По условиям работы электролизеров допускается перерыв электроснабжения на несколько часов. Но из-за обратного пе­ремещения металла в раствор ванны, обусловленного обратной ЭДС в электролизерах, получается недовыпуск продукции и пе­рерасход электроэнергии. Поэтому электроснабжение электро­лизных установок осуществляется обязательно от двух источ­ников. Электрохимические установки металлопокрытий и лужения относят к I категории нагрузок по надежности элек­троснабжения. Мощность одной электролизной установки до­стигает 100...130 МВт.

Установки электростатического и электромагнитного поля применяют для созда­ния направленного движения капель при выполнении, например, электроокраски, для улавливания твердых взвешенных частиц в газе с помощью электрофильтров (очистка дымовых газов), для разделении смесей жидкости и газа, различающихся по размерам в электропроводности. Питание установок электростатического поля произ­водится от сети 0,4 кВ, но внутри установки напряжение повыша­ется. Мощность установки составляет сотни киловатт.

Электроосветительные установки представляют собой однофазную электрическую нагрузку, но при правильной группировке освети­тельных приборов можно получить равномерную нагрузку по фазам (с несимметрией до 10%). Характер нагрузки от освещения изменяется в зависимости от времени суток, года и географичес­кого положения объекта. Частота тока общепромышленная — 50 Гц. Коэффициент мощности для ламп накаливания равен 1, для газоразрядных ламп — 0,6. Для осветительных установок приме­няют напряжение от 12 до 220 В. В тех производствах, где отключение освещения угрожает безопасности людей, применя­ют специальные системы аварийного освещения.