Elektros pavara - tai elektromechaninė sistema, kuri paverčia elektros energiją mechaninio judesio energija, kad būtų galima valdyti darbo mašinos įtaisus, atliekančius vykdomąsias operacijas. Ši technologija yra neatsiejama šiuolaikinės pramonės dalis, kurioje vis dažniau taikomos automatizuotos elektros pavaros.
Elektros energijos pavertimas mechanine ir atvirkščiai yra pagrindinė elektros pavarų savybė, dėl kurios jos plačiai taikomos įvairiose gamybos srityse. Vienas paprasčiausių elektros pavaros taikymo pavyzdžių yra ventiliatorius.
Pagrindinės elektros pavaros dalys
Bet kuri elektros pavara susideda iš keleto pagrindinių ir privalomų dalių:
- Elektros variklis: Tai pagrindinis komponentas, kuris paverčia elektros energiją mechanine energija.
- Perdavimo įtaisas: Šis įtaisas palaiko nevienodus variklio rotoriaus ir darbo įtaiso sūkių dažnius, atsižvelgiant į galimą rezonansą.
- Valdymo įtaisas: Atsakingas už elektros variklio valdymą. Jis gali būti skirstomas į įvairius tipus priklausomai nuo atliekamų funkcijų ar ypatumų.
- Keitikliai: Elektros energijos keitikliai keičia šios energijos parametrus, tokius kaip įtampa ir dažnis.
Elektros pavarų klasifikacija
Elektros pavaros gali būti klasifikuojamos pagal kelis kriterijus:
Pagal paskirtį darbo mašinose:
- Grupinė pavara: Viena elektros pavara valdo keletą vienos mašinos ar keleto mašinų darbo įtaisų. Ši klasifikacija šiuo metu nebenaudojama.
- Individualioji pavara: Viena elektros pavara suteikia judesį tik vienam mašinos darbo įtaisui. Variklis ir darbo mašina sudaro vientisą konstrukciją.
- Susietoji pavara: (Informacija apie šią kategoriją nėra pilnai pateikta juodraštyje).
Pagal variklių skaičių ir jų ryšį su darbo mašina:
- Vieno variklio pavara: Kiekvieną darbinį įrenginį varo atskiras variklis.
- Daugiavariklinė pavara: Vieną darbinį įrenginį sudarantys atskiri mechanizmai varomi atskirais varikliais. Šių pavarų perdavimo sistemos yra paprastesnės, o valdymo sistemos - sudėtingesnės, joms valdyti naudojami mikroprocesoriai arba kompiuteriai.
Pagal naudojamą variklį:
- Nuolatinės elektros srovės pavara
- Asinchroninė pavara
- Sinchroninė pavara
Pagal keitiklį:
- Tranzistorinė pavara
- Tiristorinė pavara
Pagal automatinio valdymo įtaisą:
- Automatizuota pavara
- Programinio valdymo pavara
Pagal perdavimo įtaisą:
- Elektros pavara su reduktoriumi
- Elektros pavara be reduktoriaus
Visos elektros pavaros pagal srovę skirstomos į nuolatinės arba kintamosios srovės elektros pavaras, pagal judesio pobūdį - vienos krypties sukamojo, reversinio sukamojo, reversinio slenkamojo judesio.
Tiesiaeigės elektros pavaros
Tiesiaeigės elektros pavaros yra ypatinga elektros pavarų kategorija, kurios pagrindinis principas yra tiesioginis judesio generavimas be papildomų mechaninių perdavimų, tokių kaip reduktoriai ar alkūniniai mechanizmai. Šiose pavarose dažniausiai naudojami tiesiaeigiai asinchroniniai varikliai (TAV), kurių veikimo principas ir taikymo sritys yra plačiai nagrinėjamos moksliniuose darbuose.
Tiesiaeigių asinchroninių variklių tyrimai apima jų magnetinio lauko imitaciją, srovių ir jėgų tyrimus, taip pat įvairius valdymo būdus. Pavyzdžiui, vienas iš valdymo būdų yra vieno iš induktorių maitinimo įtampos fazės keitimas kito induktoriaus maitinimo įtampos fazės atžvilgiu.
Tiesiaeigių pavarų taikymo sritys yra labai plačios: jos naudojamos iešmo pavarose, stūmiklio pavarose, sklendžių valdyme ir kitose pramoninėse bei technologinėse sistemose, kur reikalingas tikslus ir efektyvus tiesiaeigis judesys.
Istorinė apžvalga
Elektros pavarų atsiradimą lėmė svarbūs fizikos atradimai. 1821 metais Michaelis Faraday sukūrė laboratorinį elektros variklio modelį, o 1831 metais atrado elektromagnetinės indukcijos dėsnį. Vėliau, 1834 metais, Borisas Jacobi sukonstravo pirmąją elektros pavarą su elektromagnetų sistema, kuri buvo naudojama 12 vietų keleiviniam kateriui. Tačiau elektros pavaros plačiai paplito pramonėje tik 1889 metais, kai Michailas Dolivo-Dobrovolskis išrado trifazį asinchroninį elektros variklį.
Elektros pavarų galia ir pritaikymas
Elektros pavarų galia gali svyruoti nuo vato dalių iki kelių dešimčių megavatų, priklausomai nuo konkretaus pritaikymo. Dažniausiai elektros pavarose naudojami asinchroniniai elektros varikliai, kuriais varomi siurbliai, kompresoriai ir ventiliatoriai pramonės bei žemės ūkio įmonėse.
Sinchroniniai elektros varikliai naudojami pavarose, perduodančiose judesį 200-300 kW galios siurbliams ir kompresoriams. Kėlimo ir traukos mechanizmuose, be asinchroninių elektros variklių, taip pat naudojami nuolatinės srovės nuoseklaus ir mišraus žadinimo varikliai. Metalo apdirbimo staklių, tekstilės ir siuvimo prietaisų elektros pavarose naudojami lygiagrečiojo žadinimo nuolatinės srovės varikliai.
Elektronikos pagrindai
Automatinės pavarų dėžės ir transporto priemonės
Transporto priemonėse su automatine pavarų dėže pavaros santykis tarp variklio ir ratų gali būti keičiamas tik akceleratoriaus ar stabdžių pedalais. Naujausios kartos hibridinėse transporto priemonėse pavaros persijungia automatiškai, išsaugoma stabdymo energija ir neleidžiama varikliui veikti tuščiąja eiga. Tai rodo nuolatinę pažangą transporto priemonių pavarų sistemų automatizavimo srityje.
Pavyzdžiui, transporto priemonėms su neautomatine pavarų dėže, turinčioms daugiau kaip keturias priekinės eigos pavaras ir galingą variklį, taikomi specifiniai triukšmo ribojimo reikalavimai. Taip pat svarbu užtikrinti, kad pavarų dėžės būtų tinkamai sureguliuotos ir prižiūrėtos, įskaitant visų pavaros diržų, skysčių lygių ir kitų komponentų patikrinimą.
Šiame baigiamajame darbe apžvelgtos dulkių sprogimų atsiradimo priežastys bei sprogimų plitimų mechanizmas. Aprašyti sprogimų žemės ūkio įmonėse padariniai. Aptartos techninės priemonės, įgalinančios lokalizuoti pirminius silpnus dulkių sprogimus ir taip išvengiant stiprių, griaunamosios jėgos sprogimų. Išanalizuotos ugnį užtveriančių ir technologinių universaliųjų sklendžių tiesiaeiges elektros pavaros. Naudojant programinį modeliavimo paketą Matlab Simulink sudarytas universaliosios sklendės tiesiaeigės pavaros modelis ir gautos dinaminių charakteristikų imitacijos kreives.
Baigiamajame magistro darbe nagrinėjama elektros pavaros su tiesiaeigiu asinchroniniu varikliu konstrukciniai ypatumai, savybės, mechaninės charakteristikos bei kokybės rodikliai. Programiniu paketu MathCAD 2001 Professional yra sudarytas matematinis tiesiaeigio asinchroninio variklio modelis.
Baigiamajame magistro darbe tiriamos tiesiaeigio žingsninio variklio srovės. Atkreiptas dėmesys į srovės pereinamuosius procesus, nusistovėjusias vertes ir srovės priklausomybę nuo judamo elemento padėties. Sudarytas variklio matematinis modelis įvertinus induktyvumo pokytį slenkamam elementui judant. Surasta srovės kitimo funkcija ir pagal ją nubraižytos srovės pereinamojo proceso charakteristikos.
Baigiamajame magistro darbe nagrinėjamos statinės ir dinaminės jėgos veikiančios tiesiaeigiame žingsniniame variklyje (TŽV). Apžvelgiami žingsninių variklių tipai, jų savybės ir charakteristikos. Analizuojamos variklio postūmio ir traukos jėgos bei matematinio modelio sudarymas. Tiriamojoje dalyje tiesiaeigiuose žingsniniuose varikliuose veikiančios jėgos tiriamos sudarant matematinius modelius, visi skaičiavimai atlikti naudojant programinį paketą MATHCAD. Ekperimento metu gautų rezultatų apdorojimui naudojamas programinis paketas DynaMax.
Šiame baigiamajame darbe tiriamas elektriškai ir magnetiškai dvipusio tiesiaeigio asinchroninio variklio (TAV) valdymo būdas, keičiant vieno iš induktorių maitinimo įtampos fazę kito induktoriaus maitinimo įtampos fazės atžvilgiu. Įvade suformuluotas darbo tikslas ir paminėtos TAV taikymo galimybės. Atlikta literatūros šaltinių analizė ir apžvelgti tiesiaeigiai asinchroniniai varikliai bei jų konstrukcijos. Pateikti šių variklių privalumai, trūkumai ir panaudojimo sritys. Teorinėje dalyje išanalizuotos tiesiaeigės stūmiklių pavaros ir apžvelgti specialūs tiesiaeigių variklių valdymo būdai.
In this thesis is investigated how magnetic field varies at different instants of time in the air gap of linear induction motor and outside of it. The are given results of simulation, which show the change of magnetic flux at different instants of time of linear induction motor in the air gap, outside the inductors, also magnetic flux dependencies on air gap width.
The analysis of the feature and application of linear induction motors at work have been performed; mathematical models of linear motors have been studied; mathematical description of induction machine have been presented; coordinate transform have been studied; dynamic equations in moving and move-less systems of axes of linear induction motor have been presented; the analysis of the classification of induction drives control modes have been performed.
Baigiamajame magistro darbe nagrinėjama iešmo elektros pavara su tiesiaeigiu asinchroniniu cilindriniu varikliu. Programiniu paketu ,,Matlab“ yra sudaryti pavaros matematiniai modeliai α, β koordinačių sistemoje. Literatūros analizės dalyje išnagrinėtos tiesiaeigės elektros pavaros, jų taikymo sritys bei valdymo būdai.
Baigiamajame magistro darbe atlikta daugiainduktorės elektros pavaros valdymo būdų analizė. Pateikiami tiesiaeigio asinchroninio variklio statinių charakteristikų skaičiavimai. Sudaryti daugiainduktorės elektros pavaros kompiuteriniai modeliai: fazinėje koordinačių sistemoje ir x, y koordinačių sistemoje. Tiriamojoje dalyje pateiktos daugiainduktorės elektros pavaros jėgos, pagreičio, greičio, kelio, srovės dinaminės charakteristikos, kai induktoriai maitinami iš pastovios įtampos ir dažnio elektros tinklo.
The properties of linear induction motor and areas of its application are analyzed; frequency converters and their control methods are discussed in this final work. Methods to realize a pulse width modulation are analyzed, scalar and vector control principles as well as perspectives of perfection of semiconductor commutating elements and control systems are discussed.
Jei antrasis pavaros įtaisas arba rankinė pavara neįsijungia automatiškai, vairininkas turi turėti galimybę iškart tai atlikti vienu paprastu ir greitu veiksmu.
Jeigu vairo pavara yra ne visiškai hidraulinė, vairuoti traktorių turi būti įmanoma net ir sugedus vairo pavaros hidraulinėms arba pneumatinėms sudėtinėms dalims.
Padangos ir ratlankio sąranka pritvirtinama prie bandymo ašies ir prispaudžiama prie pavaros varomo 1,70 m ± 1 % arba 2,00 m ± 1 % skersmens bandymo būgno.
Kai sugenda valdymo pavaros energijos šaltinis, turi būti įmanoma atlikti bent 24 aštuoneto formos manevrus, kai kiekvienos skaičiaus kilpos skersmuo važiuojant 10 km/h greičiu yra 40 m ir eksploatacinių charakteristikų lygis atitinka 6 punkte nesugedusiai sistemai nurodytą lygį.
Šis reikalavimas netaikomas liftams, kurių kabinos į 2.2 skirsnyje punkte nurodytą laisvąją erdvę negali patekti dėl to, kad taip yra suprojektuota jų pavaros sistema.
.8 Stipriųjų srovių elektros grandinės ir vairo pavaros valdymo sistemos bei jų sudedamosios dalys, t. y. laidai ir vamzdžiai, būtini pagal šios ir pagal 7 taisyklės nuostatas, montuojami juos vienus nuo kitų per visą jų ilgį pagal galimybes atskiriant.
Antrajam hidraulinės pavaros įtaisui nebūtina atskira vamzdyno sistema, jei užtikrinamas savarankiškas abiejų įtaisų veikimas ir jei vamzdyno sistema gali išlaikyti slėgį, kuris yra ne mažiau kaip 1,5 karto didesnis už didžiausią eksploatacinį slėgį .
rankinė pavarų dėžė - pavarų dėžė, kurią galima valdyti taip, kad visų arba tam tikrų pavarų perjungimą visada tiesiogiai lemia vairuotojo veiksmas, neatsižvelgiant į fizinį šio veiksmo atlikimą; tai neapima sistemų, kurias taikant vairuotojas gali tik parinkti tam tikrą pavarų perjungimo strategiją arba apriboti vairuojant naudojamų pavarų skaičių, ir kai tikrasis pavaros perjungimas atliekamas nepriklausomai nuo vairuotojo, atsižvelgiant į tam tikrus vairavimo būdus.
.3 pagalbinė vairo pavara valdoma iš vairo mašinos skyriaus ir, jeigu pavara mechaninė - iš navigacinio tiltelio, o pagalbinė vairo pavara nesujungiama su pagrindinės vairo pavaros valdymo sistema.
Pavyzdžiui, naujausios kartos hibridinėse transporto priemonėse pavaros persijungia automatiškai, išsaugoma stabdymo energija ir neleidžiama varikliui veikti tuščiąja eiga, o padangų oro slėgio stebėjimo sistemos, kurios automatiškai primins vairuotojams pripūsti padangas, ateityje bus privalomos.
Ši taisyklė taip pat neleidžia patvirtinti priekabų vairavimo, kai naudojama vilkiko energijos tiekimo sistema ir elektrinis valdymas, nes nėra jokių energijos tiekimo jungtims arba pavaros skaitmeninės informacijos mainams valdyti taikomų standartų.
.2 Pagrindinė vairo pavara - tai mechanizmai, vairo pavara, vairo pavaros galios agregatai ir, jeigu yra, pagalbinė įranga bei sukimo judesio perdavimo vairo ašigaliui priemonės (pavyzdžiui, rumpelis arba skritulio formos vairalazdė), būtinos varikliui sukti, kad normaliomis eksploatavimo sąlygomis būtų galima vairuoti laivą.
Jei vairo mechanizme yra mechanizuotas pavaros įtaisas, sugedus vairo mechanizmo pavaros įtaisui arba sutrikus jo darbui, per penkias sekundes turi būti galima pradėti naudoti antrąjį savarankišką pavaros įtaisą arba rankinę pavarą.
Padangos ir ratlankio sąranka pritvirtinama prie bandymo ašies ir prispaudžiama prie pavaros varomo bent 1 700 mm ± 1 % skersmens bandymo būgno glotniu paviršiumi, kuris turi būti bent tokio pločio kaip padangos protektorius.
Turi būti patikrinta: oro filtras, visi pavaros diržai, visų skysčių lygis, radiatoriaus dangtelis, ar nepažeisti visi su taršos mažinimo sistema susiję vakuuminiai vamzdeliai ir elektros laidai; uždegimas, degalų dozavimo ir taršos kontrolės įtaisų sudedamosios dalys, ar šie įtaisai tinkamai sureguliuoti ir ar nesuklastotos jų veikimo charakteristikos.
Nukrypstant nuo 6.02 straipsnio 1 dalies, sugedus vairo mechanizmo pavaros įtaisui arba sutrikus jo darbui, nedelsiant turi įsijungti antras savarankiškas pavaros įtaisas arba rankiniu būdu valdomas pavaros įtaisas.
pasyviajam įrankiui esant ilgesniam kaip viena jūrmylė, ant viršutinės pasyviojo įrankio pavaros pritvirtintose žymose reguliariais atstumais, ne didesniais kaip viena jūrmylė, taip, kad jokia ilgesnio kaip viena jūrmylė pasyviojo įrankio dalis nebūtų palikta nepaženklinta.
Transporto priemonė su automatine pavarų dėže" yra tokia transporto priemonė, kurioje pavaros santykis tarp variklio ir ratų gali būti keičiamas tik akceleratoriaus ar stabdžių pedalais.
Jeigu vairo mechanizmo pavaros valdymo jėgą paprastai sukuria tik 1.1.4 punkte nurodytas specialus įtaisas, vairo mechanizme su stiprintuvu privalu sumontuoti tokį įtaisą, kuris, jeigu sugenda specialus įtaisas ir vairo poveikio jėga viršija 25 daN, šviesos arba garso signalu įspėja apie minėtą gedimą.
kategorijos transporto priemonių su neautomatine pavarų dėže, kurioje yra daugiau kaip keturios priekinės eigos pavaros, ir didesne kaip 140 kW didžiausia galia veikiančiu varikliu bei didžiausios galios/didžiausios masės santykiu, kuris yra didesnis kaip 75 kW/t, ribinės vertės didinamos 1 dB(A), jeigu trečia pavara važiuojančios transporto priemonės užpakalinė dalis BB′ liniją kerta didesniu kaip 61 km/h greičiu.
Jei laivui plaukiant antruoju mechanizuoto pavaros įtaiso energijos šaltiniu negalima naudotis nuolat, pakankamo galingumo buferinis įrenginys paleidimo laikotarpiu naudojamas kaip atsarginis.
.3 Pagalbinė vairo pavara - tai ne kuri nors pagrindinės vairo pavaros sudedamoji dalis, o kita įranga, būtina laivui vairuoti tuomet, kai sugenda pagrindinė vairo pavara, tačiau šiai įrangai nepriskiriama vairalazdė, sektoriaus formos rumpelis arba kitos tokiais pat tikslais naudojamos sudedamosios dalys.
.1.2 Sanitariniai, balasto sistemų ir bendrosios paskirties siurbliai gali būti laikomi atskirais triumo siurbliais su mechanine pavara, jeigu būtinomis detalėmis jie sujungti su triumo sausinimo sistema.
.7.2 Elektros energija, būtina klinketinėms vandeniui nelaidžioms durims su mechanine pavara, tiekiama tiesiogiai iš avarinio skirstomojo skydo arba iš pagrindiniame denyje esančio specializuoto skirstomojo skydo; atitinkamoms valdymo, indikacijos ir pavojaus signalo grandinėms elektros energija tiekiama tiesiogiai iš avarinio skirstomojo skydo arba iš pagrindiniame denyje esančio specializuoto skirstomojo skydo, o sugedus pagrindiniam arba avariniam elektros energijos šaltiniui, pirmiau minėtoms grandinėms elektra tiekiama iš laikinojo avarinio elektros energijos šaltinio.
arba sujungtos transporto priemonės arba junginiai, sudaryti iš C kategorijos egzaminavimui skirtos transporto priemonės ir priekabos, ne trumpesnės kaip 4 metrai; tiek sujungtų transporto priemonių, tiek junginių leidžiamas maksimalus svoris ne mažesnis kaip 20 000 kg , ne trumpesni kaip 14 metrų ir ne siauresni kaip 2,40 metrų, galintys išvystyti ne mažesnį kaip 80 km/h greitį; turintys stabdžius su ABS, pavarų dėžę su ne mažiau kaip aštuoniais pavaros perdavimo skaičiais ir įrašymo įrangą kaip numatyta Reglamente (EEB) Nr. C kategorijos transporto priemonės, kurių leidžiamas maksimalus svoris ne mažesnis kaip 12 000 kg , ne trumpesnės kaip aštuoni metrai ir ne siauresnės kaip 2,40 metrų, galinčios išvystyti ne mažesnį kaip 80 km/h greitį; turinčios stabdžius su ABS, pavarų dėžę su ne mažiau kaip aštuoniais pavaros perdavimo skaičiais ir įrašymo įrangą kaip numatyta Reglamente (EEB) Nr.
.2 Visų laivų, kuriuose pagal taisyklės nuostatas turi būti įrengtas daugiau kaip vienas gaisrinis siurblys su mechanine pavara, bet kurio privalomo gaisrinio siurblio našumas turi būti ne mažesnis kaip 80 % bendro nustatyto našumo, kuris dalijamas iš mažiausio privalomų siurblių skaičiaus, tačiau jokiu būdu nelieka mažesnis kaip 25 m3 /h, o kiekvienas toks siurblys bet kokiu atveju tinkamas tiekti mažiausiai dvi nustatytas vandens sroves.
.3 Kitokios, o ne vandeniui nelaidžios su mechanine pavara, durys įrengiamos taip, kad, skyriuje kilus gaisrui, jas visiškai uždarytų uždarymo įrenginys su mechanine pavara, arba įrengiamos savaime užsidarančios dur...