आधुनिक विद्युत प्रणोदन के विकास की विशेषताएं

आधुनिक इलेक्ट्रिक ड्राइव को बेहतर बनाने के कार्य

यूएसएसआर के पतन और समाज के पुनर्गठन के संबंध में, रूस में विद्युत उद्योग के काम के संगठन में महत्वपूर्ण परिवर्तन हुए। इलेक्ट्रोटेक्निकल उद्योग के गहन विकास की अवधि के दौरान, मुख्य रूप से संघ गणराज्यों में इलेक्ट्रिक ड्राइव के लिए घटकों के उत्पादन के लिए नए कारखाने बनाए गए थे। इसलिए, यूएसएसआर के पतन के बाद, कई इलेक्ट्रोटेक्निकल उद्यमों ने खुद को रूस के बाहर पाया, जिससे इलेक्ट्रोटेक्निकल उद्योग की संरचना के पुनर्गठन की आवश्यकता हुई, जिसके परिणामस्वरूप कई कारखानों ने उत्पादों की श्रेणी को बदल दिया और विस्तारित किया।

20वीं शताब्दी के अंत में रूसी उद्यमों से औद्योगिक उत्पादों की मात्रा में गिरावट के कारण देश में बिजली की खपत में कमी आई। 1986 से 2001 की अवधि में, रूस में बिजली की खपत में 18% की कमी (1082.2 बिलियन kWh से 888 बिलियन kWh तक) हुई, और CIS देशों में यह और भी अधिक थी - 24% (1673.5 बिलियन kWh से 1275 तक) बिलियन kWh)।इससे नए इलेक्ट्रिक ड्राइव की आवश्यकता में कमी आई, जिससे उनके विकास की गति प्रभावित हुई।

हालाँकि, रूस में 20 वीं शताब्दी के अंत में स्वचालित बिजली द्वारा संचालित आंदोलन विद्युत ऊर्जा का एक प्रमुख उपभोक्ता बना हुआ है और इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग की एक शाखा के रूप में और इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग की मुख्य दिशाओं में से एक के रूप में विकसित होना जारी है। विद्युत मशीनों, ट्रांसफार्मर, विद्युत उपकरणों, ऊर्जा रूपांतरण उपकरण बनाने के क्षेत्र में विद्युत उद्योग की उपलब्धियों के लिए धन्यवाद, आधुनिक इलेक्ट्रिक ड्राइव तंत्र और तकनीकी लाइनों के स्वचालन के लिए उच्च आवश्यकताओं को पूरा करने में सक्षम है।

औद्योगिक विद्युतीकरण की वर्तमान स्थिति और एकीकृत स्वचालन प्रणालियों के विकास के विश्लेषण से पता चलता है कि उनका आधार एक चर विद्युत ड्राइव है, जो समाज के जीवन और गतिविधि के सभी क्षेत्रों में तेजी से उपयोग किया जाता है - औद्योगिक उत्पादन से लेकर रोजमर्रा के जीवन के क्षेत्र तक।

इलेक्ट्रिक ड्राइव की तकनीकी विशेषताओं में निरंतर सुधार के कारण, वे आवेदन के सभी क्षेत्रों में आधुनिक तकनीकी प्रगति का आधार हैं। साथ ही, इसके तत्व आधार की स्थिति और उत्पादन की जरूरतों के कारण आधुनिक स्वचालित विद्युत ड्राइव के विकास में कई विशिष्टताओं को देखा जाता है।

इसके विकास के इस स्तर पर इलेक्ट्रिक ड्राइव की पहली विशेषता चर इलेक्ट्रिक ड्राइव के आवेदन के क्षेत्र का विस्तार है, मुख्य रूप से चर आवृत्ति एसी ड्राइव की मात्रात्मक और गुणात्मक वृद्धि के कारण।

थाइरिस्टर और ट्रांजिस्टर फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर्स में हाल के वर्षों में किए गए सुधारों ने अतुल्यकालिक इलेक्ट्रिक मोटर्स का उपयोग करके एक सरल डिज़ाइन के साथ और कम धातु की खपत के साथ समायोज्य इलेक्ट्रिक ड्राइव के गहन विकास को प्रेरित किया है, जिससे नियंत्रणीय प्रत्यक्ष विद्युत ड्राइव का विस्थापन होता है, जो वर्तमान में एक है रूस में प्रमुख आवेदन।

आधुनिक इलेक्ट्रिक ड्राइव के विकास की दूसरी विशेषता इलेक्ट्रिक ड्राइव के गतिशील और स्थिर संकेतकों के लिए बढ़ी हुई आवश्यकताएं हैं, तकनीकी प्रतिष्ठानों और प्रक्रियाओं के प्रबंधन से संबंधित इसके कार्यों का विस्तार और जटिलता... इलेक्ट्रिक ड्राइव का विकास बनाने के मार्ग का अनुसरण करता है डिजिटल नियंत्रण प्रणाली और आधुनिक के उपयोग का विस्तार माइक्रोप्रोसेसर प्रौद्योगिकी.

यह इलेक्ट्रिक ड्राइव सिस्टम की जटिलता की ओर जाता है, इसलिए कार्यों का सही निर्धारण जो आधुनिक माइक्रोप्रोसेसर नियंत्रकों का उपयोग करके प्रभावी ढंग से हल किया जा सकता है।

इलेक्ट्रिक ड्राइव के विकास की तीसरी विशेषता इसके तत्व आधार को एकजुट करने की इच्छा है, आधुनिक माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक और ब्लॉक-मॉड्यूल सिद्धांत का उपयोग करके पूर्ण इलेक्ट्रिक ड्राइव बनाएं... इस आधार का कार्यान्वयन पूर्ण विद्युत के आगे के विकास और सुधार की प्रक्रिया है एसी मोटर्स के लिए आवृत्ति नियंत्रण प्रणाली का उपयोग कर ड्राइव।

आधुनिक इलेक्ट्रिक ड्राइव के विकास की चौथी विशेषता उत्पादन प्रक्रियाओं के प्रबंधन में ऊर्जा-बचत प्रौद्योगिकियों के कार्यान्वयन के लिए इसका व्यापक उपयोग है... उद्योग का विकास स्वचालित इलेक्ट्रिक ड्राइव के बढ़ते महत्व को ऊर्जा आधार के रूप में निर्धारित करता है उत्पादन प्रक्रियाओं का स्वचालन।

विद्युत ड्राइव विद्युत ऊर्जा का मुख्य उपभोक्ता है। हमारे देश में उत्पादित बिजली की कुल मात्रा में से 60% से अधिक इलेक्ट्रिक ड्राइव के माध्यम से यांत्रिक गति में परिवर्तित हो जाती है, जो सभी उद्योगों और रोजमर्रा की जिंदगी में मशीनों और तंत्रों के संचालन को सुनिश्चित करती है। इस संबंध में, तकनीकी और आर्थिक समस्याओं को हल करने में छोटे और मध्यम शक्ति के द्रव्यमान विद्युत ड्राइव के ऊर्जा संकेतकों का बहुत महत्व है।

बिजली की तर्कसंगत, किफायती खपत की समस्या पर आज विशेष ध्यान देने की आवश्यकता है। तदनुसार, इलेक्ट्रिक ड्राइव के विकास के लिए ऊर्जा की खपत के दृष्टिकोण से तर्कसंगत डिजाइन और इलेक्ट्रिक ड्राइव के उपयोग की समस्या के तत्काल समाधान की आवश्यकता है। इस समस्या के लिए इलेक्ट्रिक ड्राइव की दक्षता में सुधार और तकनीकी मशीनों के प्रबंधन को व्यवस्थित करने के उद्देश्य से उपायों के अनुसंधान और विकास की आवश्यकता है, जिससे उनकी बिजली की खपत कम हो जाती है।

आधुनिक इलेक्ट्रिक ड्राइव के विकास की पांचवीं विशेषता इंजन और तंत्र के जैविक संलयन की इच्छा है... यह आवश्यकता मशीनों और तंत्रों की गतिज श्रृंखलाओं को सरल बनाने के उद्देश्य से प्रौद्योगिकियों के विकास में सामान्य प्रवृत्ति से निर्धारित होती है , जो तंत्र में संरचनात्मक रूप से निर्मित समायोज्य इलेक्ट्रिक ड्राइव की प्रणालियों के सुधार के लिए संभव हो गया।

इस प्रवृत्ति की अभिव्यक्तियों में से एक गियर के बिना इलेक्ट्रिक ड्राइव का व्यापक रूप से उपयोग करने की इच्छा है... वर्तमान में, रोलर मिलों, खान उठाने वाली मशीनों, उत्खनन के मुख्य तंत्र और उच्च गति वाले लिफ्ट के लिए शक्तिशाली गियरलेस इलेक्ट्रिक ड्राइव बनाए गए हैं। ये डिवाइस 8 से 120 आरपीएम तक नाममात्र रोटेशन की गति के साथ कम गति वाले मोटर्स का उपयोग करते हैं।ऐसे मोटर्स के बढ़ते आकार और वजन के बावजूद, गियर की तुलना में डायरेक्ट ड्राइव के साथ इलेक्ट्रिक ड्राइव का उपयोग उनकी अधिक विश्वसनीयता और गति से उचित है।

इलेक्ट्रिक ड्राइव के विकास में वर्तमान स्थिति, दीर्घकालिक कार्य और रुझान इसके तत्व आधार में सुधार करने की आवश्यकता निर्धारित करते हैं।

इलेक्ट्रिक ड्राइव के तत्व आधार के विकास की संभावनाएँ

आधुनिक इलेक्ट्रिक ड्राइव के विकास को ध्यान में रखते हुए, यह ध्यान रखना आवश्यक है कि तकनीकी प्रक्रियाओं की बढ़ती मांग और विद्युत उत्पादों के उपभोक्ता गुणों के विस्तार के कारण विद्युत उपकरणों में सुधार का उद्देश्य प्रवृत्ति इसकी जटिलता है।

इन शर्तों के तहत, एक इलेक्ट्रिक ड्राइव और उसके नियंत्रण साधनों के विकास का मुख्य कार्य काम करने वाली मशीनों, तंत्र और तकनीकी लाइनों के स्वचालन के लिए आवश्यकताओं की सबसे पूर्ण संतुष्टि है। इसी समय, इन संभावनाओं को सबसे प्रभावी ढंग से लागू किया जा सकता है आधुनिक माइक्रोप्रोसेसरों की मदद चर गति नियंत्रणीय ड्राइव।

वर्तमान में, मुख्य कार्य चर वोल्टेज के साथ एसी ड्राइव के अनुप्रयोग क्षेत्रों का विस्तार करना है। इस समस्या को सफलतापूर्वक हल करने से श्रम के विद्युत उपकरणों को बढ़ाने, कई तकनीकी प्रतिष्ठानों और प्रक्रियाओं को यंत्रीकृत और स्वचालित करने की अनुमति मिलती है, जिससे श्रम उत्पादकता में काफी वृद्धि होगी।

इसके लिए, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के क्षेत्र में कई वैज्ञानिक, तकनीकी और उत्पादन समस्याओं को हल करना आवश्यक है, क्योंकि इलेक्ट्रिक ड्राइव सिस्टम के विकास के लिए मैकेनिकल ट्रांसमिशन, इलेक्ट्रिक मोटर्स, सेमीकंडक्टर एनर्जी कन्वर्टर्स और माइक्रोकंट्रोलर्स के तत्वों में सुधार की आवश्यकता होती है।

यांत्रिक गति ट्रांसड्यूसर में सुधार

आधुनिक इलेक्ट्रिक ड्राइव और उनके आधार पर इलेक्ट्रोमैकेनिकल कॉम्प्लेक्स को बेहतर बनाने के मुद्दों के व्यापक समाधान के लिए मैकेनिकल मोशन कन्वर्टर्स के डिजाइन और कार्यान्वयन पर विशेष ध्यान देने की आवश्यकता है। वर्तमान में प्रक्रिया उपकरणों के यांत्रिक उपकरणों को सरल बनाने और उनके विद्युत घटकों को जटिल बनाने की प्रवृत्ति बढ़ रही है।

नए तकनीकी उपकरणों को डिजाइन करते समय, वे "शॉर्ट" मैकेनिकल ट्रांसमिशन और डायरेक्ट ड्राइव इलेक्ट्रिक ड्राइव का उपयोग करते हैं।किए गए अध्ययनों से पता चलता है कि वजन और आकार और दक्षता संकेतकों के संदर्भ में, गियरलेस इलेक्ट्रिक ड्राइव वजन और आकार और गियर वाली इलेक्ट्रिक ड्राइव के दक्षता संकेतकों के बराबर हैं, अगर न केवल इलेक्ट्रिक मोटर को ध्यान में रखा जाए, बल्कि गियरबॉक्स भी।

कठोर मैकेनिकल ट्रांसमिशन और गियरलेस इलेक्ट्रिक ड्राइव के उपयोग में एक महत्वपूर्ण लाभ मशीनों के कार्यकारी निकायों और तंत्र की विश्वसनीयता के लिए गति नियंत्रण प्रणालियों की गुणवत्ता के उच्च संकेतकों की उपलब्धि है। यह इस तथ्य के कारण है कि प्रतिक्रिया के साथ कवर किए गए विस्तारित यांत्रिक प्रसारण लोचदार यांत्रिक कंपन की उपस्थिति के कारण विद्युत ड्राइव नियंत्रण प्रणाली की बैंडविड्थ को महत्वपूर्ण रूप से सीमित कर देते हैं।

सामान्य औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए सबसे सरल यांत्रिक प्रसारण में आमतौर पर दांतों, शाफ्ट और समर्थन के लचीलेपन के कारण लोचदार कंपन की कई गुंजयमान आवृत्तियाँ होती हैं। यदि हम इसमें बैकलैश सैंपलिंग उपकरणों के उपयोग के कारण यांत्रिकी को जटिल बनाने की आवश्यकता को जोड़ते हैं, तो यह स्पष्ट हो जाता है कि गियरलेस ड्राइव का उपयोग अधिक से अधिक प्रासंगिक हो जाएगा, विशेष रूप से उच्च-प्रदर्शन और गुणवत्ता प्रक्रिया उपकरण के लिए।

इलेक्ट्रिक ड्राइव के विकास में एक आशाजनक दिशा रैखिक इलेक्ट्रिक मोटर्स का उपयोग है, जो न केवल गियरबॉक्स को बंद करना संभव बनाता है, बल्कि ऐसे उपकरण भी हैं जो इंजन के रोटार के घूर्णी आंदोलन को काम करने वाले के अनुवाद संबंधी आंदोलन में परिवर्तित करते हैं। मशीनों के शरीर।एक रैखिक मोटर के साथ एक इलेक्ट्रिक ड्राइव मशीन के समग्र डिजाइन का एक जैविक हिस्सा है, इसकी कीनेमेटीक्स को बेहद सरल करता है और काम करने वाले निकायों के ट्रांसलेशनल मूवमेंट के साथ मशीनों के इष्टतम डिजाइन के अवसर पैदा करता है।

हाल ही में, तंत्र में निर्मित इलेक्ट्रिक मोटर्स वाले तकनीकी उपकरणों को गहन रूप से विकसित किया गया है। ऐसे उपकरणों के उदाहरण हैं:

• शक्ति उपकरण,

• व्यक्त जोड़ों में एम्बेडेड रोबोट और मैनिपुलेटर चलाने के लिए मोटर,

• उत्थापन चरखी के इलेक्ट्रिक ड्राइव, जिसमें मोटर को संरचनात्मक रूप से एक ड्रम के साथ जोड़ा जाता है जो रोटर के रूप में कार्य करता है।

हाल के वर्षों में, घरेलू और विदेशी अभ्यास ने कार्य निकाय और कुछ नियंत्रण उपकरणों के साथ इलेक्ट्रोमैकेनिकल कनवर्टर (इलेक्ट्रिक मोटर) के गहन एकीकरण की ओर रुझान देखा है। यह, उदाहरण के लिए, ट्रैक्शन इलेक्ट्रिक ड्राइव में एक मोटर व्हील है, इलेक्ट्रोस्पिंडल पीसने वाली मशीनों में, शटल बुनाई के उपकरण के एक रैखिक इलेक्ट्रिक ड्राइव का एक ट्रांसलेशनली मूविंग एलिमेंट है, जो दो-समन्वय (X, Y) मोटर के साथ एक समन्वय निर्माता का एक कार्यकारी निकाय है।

यह प्रवृत्ति प्रगतिशील है क्योंकि एकीकृत इलेक्ट्रिक ड्राइव में सामग्री की कम खपत होती है, ऊर्जा विशेषताओं में सुधार हुआ है, कॉम्पैक्ट और उपयोग में आसान है। हालांकि, विश्वसनीय और किफायती एकीकृत इलेक्ट्रिक ड्राइव का निर्माण व्यापक सैद्धांतिक और प्रायोगिक अध्ययनों के साथ-साथ आधुनिक स्तर पर किए गए डिजाइन के विकास से पहले होना चाहिए, जिसमें आवश्यक रूप से पैरामीटर अनुकूलन, विश्वसनीयता अनुमान प्राप्त करना शामिल है।इसके अलावा, इस दिशा में काम अलग-अलग प्रोफाइल के विशेषज्ञों द्वारा किया जाना चाहिए।

यह सभी देखें: ऊर्जा बचाने के साधन के रूप में चर विद्युत ड्राइव