Электропривод и электрооборудование

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ 

АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНЖЕНЕРНЫЙ ИНСТИТУТ

Г.Я. Иванов, А.Ю. Кузнецов, В.В. Дмитриев

ЭЛЕКТРОПРИВОД 

И ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ

Учебное пособие

Новосибирск 2011

УДК 631.3 – 83 + 621.3 (075)
ББК 40.76, Я 73
Э 453 

Рецензент: канд. техн. наук, доц. В.Л. Основич 

Иванов Г.Я. Электропривод и электрооборудование: 

учебное пособие / Г.Я. Иванов, А.Ю. Кузнецов, В.В. Дмитриев; Новосиб. гос. аграр. ун-т. Инженер. ин-т. – Новосибирск, 2011. – 56 с.

Учебное пособие содержит основные сведения по те
ории и расчету электроприводов. Приведены примеры и решения типовых задач. 

Предназначено для студентов всех форм обучения по на
правлению подготовки 110800 и по специальности 110302 – 
Электрификация и автоматизация сельского хозяйства.

Утверждено и рекомендовано к изданию методиче
ским советом Инженерного института (протокол № 18 от 
31 мая 2011 г.).

© Г.Я. Иванов, А.Ю. Кузнецов, 
В.В. Дмитриев, 2011
© Новосибирский государственный 
аграрный университет 2011

ВВЕДЕНИЕ

Учебное пособие предназначено для проведения прак
тических занятий по дисциплине «Электропривод и электрооборудование». Оно знакомит студентов с основными 
теоретическими положениями расчета и проектирования 
электропривода.

Задачи и примеры посвящены вопросам оценки и рас
чета механических и регулировочных характеристик электроприводов с двигателями постоянного и переменного 
тока, в том числе с релейным управлением посредством регулируемых сопротивлений в цепях электродвигателей.

В процессе выполнения практических заданий и работ 

студенты приобретают навыки управления координатами 
электропривода и их регулирования, умение исследовать и 
анализировать его характеристики.

Учебное пособие написано в соответствии с програм
мой общего курса «Электрический привод» для студентов 
специальности «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства». При написании пособия были использованы 
учебники по электроприводу М.Г. Чиликина, А.С. Сандлера, 
В.В. Москаленко, И.Я. Браславского, Н.Ф. Ильинского и др.

1. НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ 

ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ

1.1. Классификация электроприводов

Большое число реализуемых с помощью электропри
вода тех нологических процессов определяет многообразие 
уже действу ющих и вновь создаваемых электроприводов. 
Между собой они различаются назначением, степенью автоматизации, характером движения двигателя, используемой элементной базой и многими другими признаками, по 
которым осуществляется их классифи кация. История электропривода показывает процесс его развития и совершенствования.

Общая структурная схема электропривода приведена 

на рис. 1.1, где утолщенными линиями показаны силовые 
каналы энергии, а тонкими – маломощные (информационные) электри ческие цепи. 

Рис. 1.1. Структурная схема элект ропривода

Основным элементом ЭП является электрический дви
гатель (ЭД), который вырабатывает механическую энергию 
(МЭ) за счет потребляемой от источника электроэнергии 
(ИЭЭ) электриче ской энергии (ЭЭ). В некоторых режимах 
работы ЭП электродви гатель осуществляет и обратное пре

образование энергии, получая механическую энергию от 
исполнительных органов (ИО) и рабо тая при этом в генераторном режиме.

От электродвигателя механическая энергия подается 

на испол нительный орган рабочей машины (РМ) через механическую пе редачу (МП). В некоторых случаях ИО непосредственно соединя ется с ЭД, что соответствует безредукторному ЭП.

Электрическая энергия поступает в ЭП от источника 

электро энергии через преобразователь электрической энергии (Пр). 

Функции управления и автоматизации работы ЭП 

осуществ ляются устройством управления (УУ). Это устройство вырабаты вает сигнал управления Uу с использованием 
сигнала задания (уставки) Uзад, задающего характер движения исполнительного органа, дополнительных сигналов Uд.с.
(сигналов обратных связей), дающих информацию о ходе 
технологического процесса, характере движения исполнительного органа и работе отдельных элементов ЭП, а также 
сигналов системы защиты, блокировок и сигнализации Uзащ. 
Сигналы Uд.с. и Uзащ поступают от соответ ствующих датчиков переменных ЭП и технологического обору дования. Для 
преобразования этих сигналов в состав устройства управления входят устройства сопряжения и обработки поступающей информации. Преобразователь П вместе с устройством управления УУ образуют систему управления (СУ) 
электропри вода.

Итак, электрическим приводом называется электро
механическая система, состоящая из взаимодействующих 
электрических, электромеханических и механических преобразователей, а также управляющих и информационных 
устройств и устройств сопряжения, предназначенная для 
приведения в движение исполни тельных органов рабочих 
машин и управления этим движением в целях осуществления технологического процесса.

Назначение указанных на рис. 1.1 элементов состоит в 

следующем.

Электродвигатель – электромеханический преобра
зователь, предназначенный для преобразования электрической энергии в механическую (в некоторых режимах работы 
ЭП – для обратного преобразования энергии).

Преобразователь электроэнергии – электротехни
ческое устрой ство, предназначенное для преобразования 
электрической энер гии одних параметров или показателей 
в электроэнергию других параметров или показателей и 
управления процессом преобразо вания энергии.

Механическая передача – механический преобразова
тель, пред назначенный для передачи механической энергии 
от электродви гателя к исполнительному органу рабочей машины и согласова ния вида и скоростей их движения.

Управляющее устройство – совокупность элементов 

и устройств, предназначенная для формирования управляющих воздействий в ЭП и обеспечивающая взаимодействие 
ЭП с сопредельными системами его отдельных частей. 

Система управления ЭП – совокупность преобразова
теля элек троэнергии и устройства управления, предназначенная для уп равления электромеханическим преобразованием энергии в целях обеспечения заданного движения 
исполнительного органа рабо чей машины.

Рабочая машина – машина, осуществляющая измене
ние формы, свойств, состояния и положения предметов труда.

Исполнительный орган рабочей машины – движущий
ся элемент рабочей машины, выполняющий технологическую операцию.

В табл. 1.1 приведены наиболее распространенные 

примеры реализации элементов ЭП.

ЭП классифицируются по числу используемых элек
тродвигателей, характеру движения, типам электродвигателя и силового преобразователя, структурам и технической