電力拖動

電力拖動是指以電動機作為原動機拖動機械設(shè)備運動的一種拖動方式。又稱電機傳動。

各類機械設(shè)備的運動都要依靠動力。在電動機問世以前，人類生產(chǎn)多以風力、水力或蒸汽機作為動力。19世紀30年代出現(xiàn)了直流電動機，俄國物理學家Б.С.雅科比首次以蓄電池供電給直流電動機，作為快艇螺旋槳的動力裝置，以推動快艇航行。此后，以電動機作為原動機的拖動方式開始被人們所矚目。到80年代，由于三相交流電傳輸方便以及結(jié)構(gòu)簡單的三相交流異步電動機的發(fā)明，使電力拖動得到了發(fā)展。 20世紀，隨著社會的進步，為提高生產(chǎn)率和改善產(chǎn)品質(zhì)量，工業(yè)部門對機械設(shè)備不斷提出新的、高的技術(shù)要求。如要求有寬的速度調(diào)節(jié)范圍、有高的調(diào)速精度、能快速地進行可逆運行以及對位置、加速度、張力、轉(zhuǎn)矩等物理量的可控性能的要求等。以蒸汽機、柴油機等作為原動機的拖動裝置很難甚至不可能予以完成，而應(yīng)用電力拖動則能很好地滿足上述技術(shù)要求。因此，電力拖動被廣泛用于冶金、石油、交通、紡織、機械、煤炭、輕工、國防和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等部門，在國民經(jīng)濟中占有重要地位，是社會生產(chǎn)不可缺少的一種傳動方式。

由于電能獲得方便，使用電動機的設(shè)備體積比其他動力裝置小,并且沒有汽、油等對環(huán)境的污染,控制方便，運行性能好，傳動效率高，可節(jié)省能源等。所以，80%以上的機械設(shè)備，小如用步進電機拖動指針跳動的電子手表、大到上萬千瓦的大型軋鋼機械等都應(yīng)用電力拖動。80年代，中國生產(chǎn)的電能中約有三分之一用于電力拖動。單個電力拖動裝置的功率可以從幾毫瓦到幾百兆瓦，轉(zhuǎn)速可從每小時幾轉(zhuǎn)到每分鐘數(shù)萬轉(zhuǎn)。

電力拖動裝置由電動機及其自動控制裝置組成。自動控制裝置通過對電動機起動、制動的控制，對電動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的控制，對電動機轉(zhuǎn)矩的控制以及對某些物理參量按一定規(guī)律變化的控制等，可實現(xiàn)對機械設(shè)備的自動化控制。采用電力拖動不但可以把人們從繁重的體力勞動中解放出來，還可以把人們從繁雜的信息處理事務(wù)中解脫出來，并能改善機械設(shè)備的控制性能，提高產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率。

按電動機供電電流制式的不同，有直流電力拖動和交流電力拖動兩種。早期的生產(chǎn)機械如通用機床、風機、泵等不要求調(diào)速或調(diào)速要求不高，以電磁式電器組成的簡單交、直流電力拖動即可以滿足。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，對電力拖動的靜態(tài)與動態(tài)控制性能都有了較高的要求，具有反饋控制的直流電力拖動以其優(yōu)越的性能曾一度占據(jù)了可調(diào)速與可逆電力拖動的絕大部分應(yīng)用場合。自20年代以來，可調(diào)速直流電力拖動較多采用的是直流發(fā)電機-電動機系統(tǒng),并以電機擴大機、磁放大器作為其控制元件。電力電子器件發(fā)明后，以電子元件控制、由可控整流器供電的直流電力拖動系統(tǒng)逐漸取代了直流發(fā)電機-電動機系統(tǒng),并發(fā)展到采用數(shù)字電路控制的電力拖動系統(tǒng)。這種電力拖動系統(tǒng)具有精密調(diào)速和動態(tài)響應(yīng)快等性能。這種以弱電控制強電的技術(shù)是現(xiàn)代電力拖動的重要特征和趨勢。 　交流電動機沒有機械式整流子，結(jié)構(gòu)簡單、使用可靠,有良好的節(jié)能效果,在功率和轉(zhuǎn)速極限方面都比直流電動機高;但由于交流電力拖動控制性能沒有直流電力拖動好，所以70年代以前未能在高性能電力拖動中獲得廣泛應(yīng)用。隨著電力電子器件的發(fā)展，自動控制技術(shù)的進步，出現(xiàn)了如晶閘管的串級調(diào)速、電力電子開關(guān)器件組成的變頻調(diào)速等交流電力拖動系統(tǒng)，使交流電力拖動已能在控制性能方面與直流電力拖動相抗衡和媲美，并已在較大的應(yīng)用范圍內(nèi)取代了直流電力拖動。