最新の電気推進開発の特徴

最新の電気ドライブを改良する課題

ソ連の崩壊と社会の再編に関連して、ロシアの電気産業の仕事の組織に大きな変化が起こりました。電気技術産業が集中的に発展していた時期に、主に連合共和国に電気駆動装置用の部品を生産するための新しい工場が建設されました。したがって、ソ連崩壊後、多くの電気技術企業がロシア国外に拠点を置くようになり、電気技術産業の構造の再構築が必要となり、その結果、多くの工場が変更され、製品範囲が拡大されました。

20世紀末にロシア企業の工業製品の量が減少したことにより、国内の電力消費量が減少した。 1986 年から 2001 年までの期間に、ロシアでは電力消費量が 18% (10,822 億 kWh から 8,880 億 kWh に) 削減され、CIS 諸国ではさらに 24% (16,735 億 kWh から 1,275 億 kWh に) 削減されました。 10億kWh）。これにより、新しい電気駆動装置の必要性が減少し、その開発のペースに影響を及ぼしました。

しかし、20世紀末のロシアでは自動化が進んだ。 電気で動く動き は依然として電気エネルギーの主要な消費者であり、電気工学の一分野として、また電気工学の主要な方向性の 1 つとして発展し続けています。電気機械、変圧器、電気機器、エネルギー変換装置の製造分野における電気産業の成果のおかげで、現代の電気駆動装置は、その機能を果たす機構や技術ラインの自動化に対する高い要件を満たすことができます。

産業電化と統合自動化システムの開発の現状を分析すると、その基礎が可変電気駆動装置であり、工業生産から日常生活の領域に至るまで、社会の生活と活動のあらゆる領域でますます使用されるようになっていることがわかります。

電気ドライブの技術的特性は継続的に改善されているため、電気ドライブはあらゆる応用分野における現代の技術進歩の基礎となっています。同時に、最新の自動電気ドライブの開発では、その要素ベースの状態と生産のニーズにより、多くの特殊な点が観察されます。

開発の現段階における電気ドライブの最初の特徴は、主に可変周波数 AC ドライブの量的および質的成長による、可変電気ドライブの適用分野の拡大です。

近年のサイリスタおよびトランジスタ周波数コンバータの改良により、よりシンプルな設計で金属消費量が少ない非同期電動機を使用した調整可能な電気ドライブの集中的な開発が行われ、現在使用されている制御可能な直流電気ドライブの置き換えにつながっています。ロシアでの主な用途。

現代の電気駆動装置の開発の 2 番目の特徴は、電気駆動装置の動的および静的インジケータに対する要件の増加、技術設備とプロセスの管理に関連する機能の拡張と複雑化です。電気駆動装置の開発は、次のような創造的な道をたどります。デジタル制御システムと最新の制御システムの使用の拡大 マイクロプロセッサ技術.

これは電気駆動システムの複雑さにつながり、したがって、最新のマイクロプロセッサ コントローラを使用して効果的に解決できるタスクの正確な決定につながります。

電気ドライブ開発の 3 番目の特徴は、その要素ベースを統一し、最新のマイクロエレクトロニクスとブロックモジュール原理を使用して完全な電気ドライブを作成したいという願望です。この基礎の実装は、完全な電気ドライブのさらなる開発と改善のプロセスです。 AC モーターの周波数制御システムを使用して駆動します。

最新の電気駆動装置の開発の 4 番目の特徴は、生産プロセスの管理における省エネ技術の実装に広く使用されていることです。産業の発展により、自動車のエネルギー基盤として自動化電気駆動装置の重要性がますます高まっています。生産プロセスの自動化。

電気ドライブは電気エネルギーの主な消費者です。我が国で生産される電気の総量のうち、60％以上が電気駆動によって機械の動きに変換され、あらゆる産業や日常生活における機械や機構の動作を確保しています。この点で、中小規模の電力の大容量電気ドライブのエネルギー指標は、技術的および経済的問題を解決する上で非常に重要です。

合理的かつ経済的な電力消費の問題には、今日特別な注意が必要です。したがって、電気駆動装置の開発には、エネルギー消費の観点から電気駆動装置の合理的な設計と使用の問題を早急に解決する必要がある。この問題を解決するには、電気駆動装置の効率を向上させ、電気消費量を削減する技術的機械の管理を組織化することを目的とした対策の研究開発が必要です。

現代の電気駆動装置の開発の 5 番目の特徴は、エンジンと機構の有機的融合への欲求です。この要件は、機械と機構の運動連鎖を簡素化することを目的とした技術開発の一般的な傾向によって決定されます。 、これは機構に構造的に組み込まれた調整可能な電気駆動システムの改良のおかげで可能になりました。

この傾向の表れの 1 つは、ギアなしの電気駆動装置を広く使用したいという願望です。現在、強力なギアレス電気駆動装置が、ローラー ミル、鉱山昇降機、掘削機の主要機構、および高速エレベーター用に開発されています。これらのデバイスは、公称回転速度が 8 ～ 120 rpm の低速モーターを使用します。このようなモーターのサイズと重量は増加しますが、ギアと比較してダイレクトドライブを備えた電気ドライブの使用は、信頼性と速度が優れているため正当化されます。

電気駆動装置の開発における現状、長期的な課題、傾向によって、その要素ベースを改善する必要性が決まります。

電気駆動の要素基盤開発の展望

現代の電気駆動装置の開発を考えると、技術プロセスに対する需要の増大と電気製品の消費者特性の拡大により、電気機器を改善する客観的な傾向がその複雑化であることを考慮する必要があります。

このような状況下で、電気駆動装置とその制御手段の開発の主な課題は、作業機械、機構、技術ラインの自動化の要件を最も完全に満たすことであり、同時に、これらの可能性は次の方法で最も効果的に実装できます。最新のマイクロプロセッサの助け、可変速度制御可能なドライブ。

現在の主な課題は、可変電圧を備えた AC ドライブの応用分野を拡大することです。この問題をうまく解決できれば、労働の電気設備を増やし、多くの技術設備やプロセスを機械化、自動化することができ、労働生産性が大幅に向上します。

このためには、電気工学の分野で多くの科学的、技術的、生産上の問題を解決する必要があります。電気駆動システムの開発には、機械式トランスミッション、電気モーター、半導体エネルギーコンバーター、マイクロコントローラーなどの要素の改良が必要だからです。

機械運動変換器の改良

最新の電気ドライブとそれに基づく電気機械複合体の改善の問題に対する包括的な解決策には、機械運動コンバーターの設計と実装に特別な注意が必要です。現在、プロセス装置の機械装置を簡素化し、電気部品を複雑にする傾向が強まっています。

新しい技術機器を設計する場合、「短い」機械式トランスミッションとダイレクトドライブ電気ドライブを使用する傾向があります。実施された研究によると、電気モーターだけでなくギアボックスも考慮した場合、ギアレス電気ドライブは、重量、サイズ、効率指標の点で、ギア付き電気ドライブの重量、サイズ、効率指標に匹敵します。

リジッドメカニカルトランスミッションとギヤレス電気ドライブの使用による大きな利点は、機械の実行主体のモーションコントロールシステムの品質と機構の信頼性を示す指標がより高くなることにあります。これは、フィードバックで覆われた拡張された機械式トランスミッションが弾性機械振動の存在により電気駆動制御システムの帯域幅を大幅に制限するという事実によるものです。

一般的な産業用途向けの最も単純な機械式トランスミッションは、通常、歯、シャフト、サポートの柔軟性により、弾性振動のいくつかの共振周波数を持っています。これに、バックラッシュ サンプリング デバイスの使用による機構の複雑化の必要性が加わると、特に高性能で高品質なプロセス装置では、ギアレス ドライブの使用がますます重要になることは明らかです。

電気駆動装置の開発における有望な方向性は、リニア電気モーターの使用です。これにより、ギアボックスだけでなく、エンジンのローターの回転運動を作動モーターの並進運動に変換する装置もオフにすることができます。機械の本体。リニアモーターを備えた電気駆動装置は機械全体の設計の有機的な部分であり、その運動学を非常に簡素化し、作動体の並進運動を伴う機械の最適な設計の機会を生み出します。

近年、機構内に電動モーターを組み込んだ技術機器の開発が盛んに行われています。このようなデバイスの例は次のとおりです。

• 有力な手法、

• 多関節関節に組み込まれたロボットやマニピュレーターを駆動するためのモーター、

• 巻上ウインチの電気駆動装置。モーターがローターとして機能するドラムと構造的に組み合わされています。

近年、国内外の実務では、電気機械変換器（電気モーター）と作動体および一部の制御装置との統合をさらに進める傾向が見られます。これは、たとえば、トラクション電気駆動装置のモーターホイールです。 エレクトロスピンドル 研削盤では、シャトルは織機のリニア電気駆動装置の並進移動要素であり、2 座標 (X、Y) モーターを備えた座標コンストラクターの実行本体です。

一体型電気ドライブは材料消費量が少なく、エネルギー特性が改善され、コンパクトで使いやすいため、この傾向は進歩しています。ただし、信頼性が高く経済的な統合型電気ドライブの作成には、包括的な理論的および実験的研究と、最新レベルで実施される設計開発が先行する必要があります。これにはパラメータの最適化や信頼性の推定値の取得が必ず含まれます。さらに、この方向の作業は、さまざまなプロファイルの専門家によって実行される必要があります。

以下も参照してください。 エネルギー節約手段としての可変電気駆動装置