Che cos'è un azionamento elettrico?
Ogni macchina è composta da tre parti principali: il motore, il meccanismo di trasmissione al corpo esecutivo. Affinché una macchina tecnologica possa svolgere le sue funzioni, i suoi organi esecutivi devono eseguire movimenti molto specifici, che vengono eseguiti con l'ausilio di un azionamento.
In generale, la propulsione può essere manuale, trainata da cavalli, meccanica, nonché mediante turbina eolica, ruota idraulica, turbina a vapore oa gas, motore a combustione interna, motore pneumatico, idraulico o elettrico. L'azionamento è l'elemento strutturale principale di qualsiasi macchina tecnologica, il suo compito principale è fornire il movimento necessario del corpo esecutivo della macchina secondo una determinata legge. Una moderna macchina tecnologica può essere rappresentata come un complesso di pulsioni interagenti unite da un sistema di controllo che fornisce agli organi esecutivi i movimenti necessari lungo traiettorie complesse.
Nel processo di sviluppo della produzione industriale, l'azionamento elettrico ha preso il primo posto nell'industria e nella vita di tutti i giorni in termini di numero e potenza totale installata dei motori. In ogni azionamento elettrico è possibile distinguere una sezione di potenza, attraverso la quale l'energia viene trasmessa dal motore al corpo esecutivo, e un sistema di controllo che ne assicura il necessario movimento secondo una data legge.
Con l'evolversi della tecnologia, la definizione di azionamento elettrico è stata perfezionata e ampliata sia in direzione della meccanica che in direzione dei sistemi di controllo. Nel libro "Application of Electric Motors in Industry", pubblicato nel 1935, il professore dell'Istituto industriale di Leningrado V.K. Popov ha dato la seguente definizione di azionamento elettrico controllato: "Chiamiamo un motore controllato e guidiamo uno che può cambiare la velocità indipendentemente da caricamento. »
L'ampliamento delle aree di applicazione e delle funzioni degli azionamenti elettrici nella complessa automazione dei processi produttivi richiede il chiarimento e l'ampliamento del concetto di "azionamento elettrico". Alla 3a Conferenza sull'automazione dei processi di produzione nella costruzione di macchine e nell'azionamento elettrico automatizzato nell'industria, tenutasi a Mosca nel maggio 1959, è stata utilizzata la seguente definizione: «Un azionamento elettrico è un dispositivo complesso che converte l'energia elettrica in energia meccanica e fornisce energia elettrica controllo dell'energia meccanica convertita.»
Nel 1960 S.I.Artobolevsky nella sua opera "L'azionamento - il principale elemento strutturale della macchina" ha concluso che lo studio degli azionamenti come sistemi complessi, compreso il motore, il meccanismo di trasmissione e il meccanismo di azionamento, non riceve la necessaria attenzione. La teoria dell'azionamento elettrico studia le condizioni di funzionamento di un motore elettrico senza considerare il meccanismo di trasmissione e il corpo ausiliario, e la meccanica teorica studia i dispositivi di trasmissione e gli organi esecutivi senza considerare l'influenza del motore.
Nel 1974, nel libro di testo "Fondamenti di azionamento elettrico automatizzato" Chilikina M.G. e altri autori, è stata data la seguente definizione: "Un azionamento elettrico è un dispositivo elettromeccanico progettato per l'elettrificazione e l'automazione dei processi industriali, costituito da un convertitore, un motore elettrico , un dispositivo per la trasmissione e la gestione.'
Dal dispositivo di trasmissione, l'energia meccanica viene trasmessa direttamente al corpo esecutivo o operativo del meccanismo di produzione. L'azionamento elettrico converte l'energia elettrica in energia meccanica e fornisce il controllo elettrico dell'energia convertita in conformità con i requisiti tecnologici per le modalità operative del meccanismo di produzione.
Nel 1977, nel dizionario politecnico, pubblicato sotto la direzione dell'Accademico I.I. Artobolevsky, è stata data la seguente definizione: «L'azionamento elettrico è un dispositivo elettromeccanico per azionare meccanismi e macchine, in cui il motore elettrico funge da fonte di energia meccanica. Un azionamento elettrico è costituito da uno o più motori elettrici, un meccanismo di trasmissione e un'apparecchiatura di controllo. »
I moderni azionamenti elettrici sono caratterizzati da un elevato grado di automazione, che consente loro di lavorare nelle modalità più economiche e di riprodurre con elevata precisione i parametri necessari del movimento del corpo esecutivo della macchina. Pertanto, all'inizio degli anni '90, il concetto di azionamento elettrico sarà esteso al campo dell'automazione.
In GOST R50369-92 «Azionamenti elettrici. Termini e definizioni» si dà la seguente definizione: «L'azionamento elettrico è un sistema elettromeccanico costituito dal caso generale di convertitori di energia elettrica interagenti, convertitori elettromeccanici e meccanici, dispositivi di controllo e informazione e dispositivi per il collegamento a sistemi elettrici, meccanici, di controllo e informazione esterni sistemi atti a mettere in moto gli organi esecutivi della macchina operatrice ea controllarne il movimento per attuare il processo tecnologico. »
Nel libro di testo di V.I. Klyuchev "Theory of electric drive", pubblicato nel 2001, viene data la seguente definizione di azionamento elettrico come dispositivo tecnico: "Un azionamento elettrico è un dispositivo elettromeccanico progettato per azionare gli organi di lavoro delle macchine e controllare i processi tecnologici, costituito da una trasmissione dispositivo , un dispositivo con un motore elettrico e un dispositivo di comando «… In questo caso, vengono fornite le seguenti spiegazioni per lo scopo e la composizione delle varie parti dell'azionamento elettrico.
Il gruppo di trasmissione contiene le trasmissioni meccaniche alle frizioni, necessarie per trasmettere l'energia meccanica generata dal motore alla trasmissione.
Il convertitore è progettato per controllare il flusso di energia elettrica proveniente dalla rete per regolare le modalità operative del motore e del meccanismo. Questa è la parte di potenza del sistema di controllo della trasmissione elettrica.
Il dispositivo di controllo è una parte informativa a bassa corrente del sistema di controllo, progettata per raccogliere ed elaborare le informazioni di input sulle influenze dell'impostazione, lo stato del sistema e la generazione basata su di esso di segnali di controllo per la conversione di dispositivi elettromotori .
In generale, il concetto di «trazione elettrica» può avere due interpretazioni: trazione elettrica come insieme di vari dispositivi e trazione elettrica come branca della scienza. Nel libro di testo universitario "Theory of Automated Electric Drive", pubblicato nel 1979, si nota che "la teoria dell'azionamento elettrico come scienza indipendente è nata nel nostro Paese". L'inizio della sua origine può essere considerato il 1880, quando la rivista "Elettricità" pubblicò un articolo di D. A. Lachinov "Lavoro elettromeccanico", in cui si sostanziavano per la prima volta i vantaggi della distribuzione elettrica dell'energia meccanica.
Nello stesso libro di testo, il concetto di azionamento elettrico è dato come una sezione di scienza applicata: "La teoria dell'azionamento elettrico è una scienza tecnica che studia le proprietà generali dei sistemi elettromeccanici, le leggi che regolano il loro movimento e i metodi di sintesi di tali sistemi secondo gli indicatori dati. »
Attualmente, l'azionamento elettrico è un campo scientifico e tecnologico importante e in rapido sviluppo, che occupa un posto di primo piano nell'elettrificazione e nell'automazione dell'industria e della vita quotidiana, la direzione del suo sviluppo è determinata dall'espansione delle aree di applicazione e dai maggiori requisiti per l'elettricità sistemi e complessi.
La propulsione elettrica è la base energetica per l'industrializzazione dei processi tecnologici nella produzione industriale. Il ritmo della sua prestazione è alto. L'azionamento elettrico consuma oltre il 60% dell'elettricità totale.
Il miglioramento degli azionamenti elettrici è attualmente effettuato nella direzione di aumentarne la produttività, l'affidabilità, l'efficienza, l'accuratezza del lavoro, riducendo gli indicatori di peso e dimensioni specifici dei singoli dispositivi e dei sistemi elettromeccanici nel loro complesso. In tutte le fasi del miglioramento dell'ingegneria elettrica, il raggiungimento degli indicatori necessari mediante azionamento elettrico è stato accompagnato dallo sviluppo delle sue basi teoriche.