Elektrinė pavara - tai elektromechaninis įrenginys, kuris paverčia elektros energiją į mechaninio judesio energiją, reikalingą darbinio įrenginio funkcionavimui. Ši sistema atlieka esminį vaidmenį daugelyje pramonės šakų, užtikrindama tikslų ir efektyvų įvairių mechanizmų valdymą. Pagrindinės elektrinės pavaros sudedamosios dalys yra elektros variklis (arba varikliai), judesio perdavimo sistema ir valdymo sistema, kurios veikia sinchronizuotai, siekiant optimizuoti energijos panaudojimą ir darbo našumą.
Elektros pavarų klasifikacija ir tipai
Elektrinės pavaros gali būti klasifikuojamos pagal kelis kriterijus, atsižvelgiant į jų konstrukcijos ypatumus ir funkcines savybes:
Pagal variklių skaičių ir paskirtį
- Grupinė elektros pavara: Šiuo metu nebenaudojama. Anksčiau vienas elektros variklis per sudėtingą transmisijų sistemą varė grupę arba visas fabriko mašinas.
- Vieno variklio elektros pavara: Kiekvieną darbinį įrenginį varo atskiras elektros variklis. Tai suteikia didesnį lankstumą ir valdymą.
- Daugiavariklinė elektros pavara: Vieno darbinio įrenginio atskirus mechanizmus varo atskiri elektros varikliai. Tokios pavaros pasižymi paprastesnėmis judesio perdavimo sistemomis, tačiau sudėtingesnėmis valdymo sistemomis, kurioms valdyti dažnai naudojami mikroprocesoriai arba kompiuteriai.
Pagal elektros srovės tipą
- Nuolatinės srovės elektros pavaros.
- Kintamosios srovės elektros pavaros.
Pagal judesio pobūdį
- Vienos krypties sukamojo judesio pavaros.
- Reversinio sukamojo judesio pavaros.
- Reversinio slenkamojo judesio pavaros.
Pagal judesio perdavimo būdą
- Elektros pavara su reduktoriumi.
- Elektros pavara be reduktoriaus.
Pagal automatizavimo laipsnį
- Rankinio valdymo pavaros.
- Automatizuotosios pavaros.
Pagal valdymo sistemą
- Atvirosios pavaros: Neturi grįžtamojo ryšio.
- Uždarytosios pavaros: Turi vieną ar kelis grįžtamojo ryšio kanalus, kurie informuoja apie sistemos išėjimo parametrų būklę, užtikrinant tikslesnį valdymą.
Elektrinių variklių tipai elektrinėse pavarose
Elektrinių pavarų galia gali svyruoti nuo vato dalių iki kelių dešimčių megavatų. Dažniausiai naudojami šie elektros variklių tipai:
- Asinchroniniai elektros varikliai: Tai pati populiariausia elektros pavarų rūšis. Jie naudojami siurbliams, kompresoriams, ventiliatoriams pramonės ir žemės ūkio įmonėse varoti.
- Sinchroniniai elektros varikliai: Naudojami pavarose, perduodančiose judesį 200-300 kW galios siurbliams ir kompresoriams.
- Nuolatinės srovės nuoseklaus ir mišraus žadinimo varikliai: Naudojami kėlimo ir traukos mechanizmuose, be asinchroninių elektros variklių.
- Lygiagrečiojo žadinimo nuolatinės srovės varikliai: Naudojami metalo apdirbimo staklių, tekstilės, siuvimo prietaisų elektros pavarose.
Istorinė apžvalga
Elektrinių pavarų atsiradimą lėmė Michael Faraday atradimai: 1821 metais jis sukūrė laboratorinį elektros variklio modelį, o 1831 metais atrado elektromagnetinės indukcijos dėsnį. Pirmąją elektros pavarą su elektromagnetų sistema 1834 metais sukonstravo Borisas Jakobis. Ši pavara buvo naudojama 12 vietų keleiviniam kateriui.
Elektrinės pavaros komponentai ir veikimo principas
Elektros pavara (EP) vadinamas elektromechaninis įrenginys, skirtas suteikti judesį gamybos mašinų darbo mechanizmui ir valdyti technologinį procesą. EP sudaro: elektros variklis, keitiklis, perdavimo ir valdymo įtaisai, darbo mechanizmas.
Keitiklis ir valdymo sistema
- Keitiklis: Reikalingas, kad elektros variklis gautų reikiamų parametrų elektros energiją, o taip pat tos energijos valdymui.
- Valdymo įtaisas: Fiksuoja užduotus dydžius ir faktines jų reikšmes, formuoja valdymo signalus keitikliui. Keitiklis ir valdymo įtaisas sudaro valdymo sistemą.
Rotorius ir darbo mechanizmas
Rotorius (arba inkaras) yra energijos šaltinis. Jis turi tam tikrą inercijos momentą, gali suktis norima kryptimi tam tikru greičiu ir sukurti sukimo arba stabdymo momentą. Mašinos darbo įtaisas paprastai vartoja mechaninę energiją. Tuo atveju mechaninė galia esti nukreipta iš variklio į darbo įtaisą. Kartais darbo įtaisas yra mechaninės energijos šaltinis, tuomet galia perduodama priešinga linkme. Darbo įtaisas pasižymi tam tikra mechanine inercija ir apibūdinamas darbo momentu, jei judėjimas sukamasis, arba darbo jėga, jei judėjimas slenkamasis. Darbo, arba vykdymo, įtaisų pavyzdžiai: gręžimo arba tekinimo staklių špindelis, valcavimo staklynų valcai, keltuvo gervės būgnas, krano judėjimo mechanizmų vežimėlis ar tiltas, konvejerio juosta ar grandinė ir kt.
Kaip veikia elektros variklis? (Nuolatinės srovės variklis)
Statinis momentas ir galios perdavimas
Aktyvusis statinis momentas (arba aktyvioji apkrova) atsiranda nepriklausomai nuo judėjimo, jį sukuria pašalinis energijos šaltinis. Tokio momento pavyzdys - momentas, kurį sudaro krovinys, kybantis ant lyno, permesto per keltuvo gervės būgną; momentas, kurį sudaro metro keleiviai, besileidžiantys eskalatoriumi; vėjo jėgos sukurtas momentas ir kt. Šis momentas yra vienos krypties, todėl keičiantis variklio sukimosi krypčiai, aktyviojo momento veikimo kryptis išlieka nepakitusi. Tarkime, keliant krovinį kranu, statinis momentas stabdys, o nuleidžiant krovinį, tas pats statinis momentas padės kroviniui judėti.
Žinoma, kad besisukančio variklio arba slankiojančio darbo įtaiso mechaninė galia nusakoma šiomis išraiškomis:
P = M · ω = F · v,
čia M - momentas [M·m]; ω - kampinis greitis [rad/s]; F - jėga [N]; v - linijinis greitis [m/s].
Perduodant mechaninę galią, mechaninėse grandyse dėl trinties atsiranda galios nuostoliai Pt.n. Šiems nuostoliams kompensuoti eikvojama dalis šaltinio galios. Jeigu galia perduodama iš variklio į darbo įtaisą, tai visa statinė galia yra lygi:
Ps = P + Pt.n
Galios nuostoliai mechaninėse grandyse nusakomi naudojantis mechaninio perdavimo iš darbo organų veleno į variklio veleną bendru ηmec. Taigi, jeigu ηmec yra žinomas, tai statinė galia, kai apkrova reaktyvioji, randama iš formulės:
Ps = P / ηmec
Mechaninės galios perdavimo įtaisas perduoda ir keičia ne tik judėjimo greitį ir rūšį, bet ir momentą. Perdavimo įtaiso (pvz., reduktoriaus) įėjimo momentas skiriasi nuo jo išėjimo momento perdavimo skaičiumi i (arba perdavimo koeficientu). Perdavimo įtaiso įėjime būna variklis, verčiantis judėti mechanizmą. Kad būtų teisingai parinktas variklis, apskaičiuojamos PĮ varančiąją ašį veikiančios statinė ir dinaminė apkrovos, kaip išorinių momentų arba jėgų ir mechaninių grandžių inercinių masių suma. Pasinaudojus (1.5) ir (1.6) išraiškomis ir atsižvelgus į (1.1) ir (1.2), gauname statinių momentų, redukuotų variklio velenui arba PĮ varančiajai ašiai, formules:
Mv = Md.į / (ηmec · i)
Fv = Fd.į / (ηmec · i)
čia Md.į ir Fd.į - darbo įtaisą veikiantis momentas ir jėga; įp.į ir ρp.į - perdavimo įtaiso perdavimo koeficientai:
i = ωv / ωd.į = vv / vd.į
čia ωd.į ir vd.į - kampinis ir linijinis darbo įtaisų greitis, ωv - kampinis variklio greitis, t.y. perdavimo įtaiso varančiojo veleno greitis. Kai apkrova aktyvioji, o darbo įtaisas sukasi arba slankioja, energetiniai procesai priklausomai nuo judančių masių poveikio kiekybiškai įvertinami pasinaudojus inercijos momentu.
Kabelių parinkimo rekomendacijos
Nors 27A atitiktų 4mm² aliuminį 3F kabelį, nepritaikius koeficiento 0.92, gauname 23.63A, kas pagal 4 lentelę (25A) atitinka 2.5mm2 varinį kabelį. Atskiram, sinchroniniam 3F prietaisui, kuris nenaudoja padidėjusios galios paleidimui, tokio kabelio pakaktų. Vis dėlto, rekomenduojama rinktis 4mm² 3F 5 gyslų varinį kabelį atskiram prietaisui.
Elektros įvadui reikia nepamiršti, kad esti nesinchroninė apkrova (naudojant 1F prietaisus), be to, reikia įsivertinti įtampos kritimą dėl varžos (kabelio ilgis). Todėl rekomenduojama 5x6 varinį kabelį (5 gyslų 6mm2), įveriant į PVC techninį vamzdį, kasant apie 1m gylyje.
Termostatinės pavaros: NC ir NO tipai
Termostatinės pavaros yra svarbios šildymo sistemose, reguliuojančios vandens srautą per kolektorius ir radiatorius. Galima rinktis tarp dviejų pagrindinių tipų:
- Normaliai uždaryta pavara (NC): Tai tokia pavara, kuri nenaudodama elektros srovės, yra uždarytoje padėtyje. T. y. ji yra užspaudusi ventilį ir per jį vanduo neprateka. Europos Sąjungoje energijos taupymo sumetimais yra priimta, kad pavaros būtų normaliai uždaros (NC), kad dingus elektrai, žiedai būtų uždaryti ir vanduo netekėtų.
- Normaliai atvira pavara (NO): Tai tokia pavara, kuri nenaudodama elektros srovės, yra atidarytoje padėtyje. T. y. ventilis atidarytas ir per jį teka visas srautas.
Ką daryti dingus elektrai?
Dingus elektrai, nustoja veikti ir dujinis katilas, ir šilumos siurblys, ir dauguma šiuolaikinių kieto kuro ar granulinių katilų. Taigi, bet kokiu atveju šilumos nebus. Klausimas tik per kiek laiko užšals šildymo sistema ar atskiros jos dalys (prie langų, lauko durų ir pan.). Jeigu pavaros bus normaliai atviros (NO), jos leis cirkuliuoti vandeniu, bet to vandens nevarys cirkuliacinis siurbliukas, taip pat neveiks ir šilumos šaltiniai. Taigi, užšalimo pavojus išlieka. Išimtis yra tik senesnio tipo sistemose su storesniais vamzdžiais ir/arba kelių aukštų pastatuose, kur galimas natūralus vandens judėjimas dėl gravitacijos (dėl skirtingų tankių skirtingos temperatūros vandens). Taip pat galėtų veikti seno tipo kieto kuro katilais, kurių veikimui nereikia elektros. Aišku, čia irgi yra nevienareikšmiška, jeigu sistema nėra suprojektuota veikti gravitaciniu režimu, tai tas vanduo dėl gravitacijos irgi neužtekės visur, o tik į kai kurias vietas. Taigi, irgi išlieka atskirų sistemos vietų užšalimo pavojus. Apibendrinus, vienareikšmiško atsakymo nėra, būtent kokio tipo pavaras rinktis.
Norėdami gauti automatikos sąmatą, pasidalinkite informacija apie:
- kolektoriaus pavarų skaičių ir sriegį
- valdomų grindimis patalpų skaičių
- radiatorių skaičių ir kiek patalpų valdoma radiatoriais
tags: #elektros #pavaros #in #english