電力拖動(dòng)

電力拖動(dòng)是指以電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)機(jī)械設(shè)備運(yùn)動(dòng)的一種拖動(dòng)方式。又稱電機(jī)傳動(dòng)。

各類機(jī)械設(shè)備的運(yùn)動(dòng)都要依靠動(dòng)力。在電動(dòng)機(jī)問(wèn)世以前，人類生產(chǎn)多以風(fēng)力、水力或蒸汽機(jī)作為動(dòng)力。19世紀(jì)30年代出現(xiàn)了直流電動(dòng)機(jī)，俄國(guó)物理學(xué)家Б.С.雅科比首次以蓄電池供電給直流電動(dòng)機(jī)，作為快艇螺旋槳的動(dòng)力裝置，以推動(dòng)快艇航行。此后，以電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)的拖動(dòng)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(jiǎn)單的三相交流異步電動(dòng)機(jī)的發(fā)明，使電力拖動(dòng)得到了發(fā)展。 20世紀(jì)，隨著社會(huì)的進(jìn)步，為提高生產(chǎn)率和改善產(chǎn)品質(zhì)量，工業(yè)部門對(duì)機(jī)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(jìn)行可逆運(yùn)行以及對(duì)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(jī)、柴油機(jī)等作為原動(dòng)機(jī)的拖動(dòng)裝置很難甚至不可能予以完成，而應(yīng)用電力拖動(dòng)則能很好地滿足上述技術(shù)要求。因此，電力拖動(dòng)被廣泛用于冶金、石油、交通、紡織、機(jī)械、煤炭、輕工、國(guó)防和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等部門，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位，是社會(huì)生產(chǎn)不可缺少的一種傳動(dòng)方式。

由于電能獲得方便，使用電動(dòng)機(jī)的設(shè)備體積比其他動(dòng)力裝置小,并且沒(méi)有汽、油等對(duì)環(huán)境的污染,控制方便，運(yùn)行性能好，傳動(dòng)效率高，可節(jié)省能源等。所以，80%以上的機(jī)械設(shè)備，小如用步進(jìn)電機(jī)拖動(dòng)指針跳動(dòng)的電子手表、大到上萬(wàn)千瓦的大型軋鋼機(jī)械等都應(yīng)用電力拖動(dòng)。80年代，中國(guó)生產(chǎn)的電能中約有三分之一用于電力拖動(dòng)。單個(gè)電力拖動(dòng)裝置的功率可以從幾毫瓦到幾百兆瓦，轉(zhuǎn)速可從每小時(shí)幾轉(zhuǎn)到每分鐘數(shù)萬(wàn)轉(zhuǎn)。

電力拖動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)及其自動(dòng)控制裝置組成。自動(dòng)控制裝置通過(guò)對(duì)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、制動(dòng)的控制，對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的控制，對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的控制以及對(duì)某些物理參量按一定規(guī)律變化的控制等，可實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化控制。采用電力拖動(dòng)不但可以把人們從繁重的體力勞動(dòng)中解放出來(lái)，還可以把人們從繁雜的信息處理事務(wù)中解脫出來(lái)，并能改善機(jī)械設(shè)備的控制性能，提高產(chǎn)品質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率。

按電動(dòng)機(jī)供電電流制式的不同，有直流電力拖動(dòng)和交流電力拖動(dòng)兩種。早期的生產(chǎn)機(jī)械如通用機(jī)床、風(fēng)機(jī)、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(jiǎn)單交、直流電力拖動(dòng)即可以滿足。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)電力拖動(dòng)的靜態(tài)與動(dòng)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(dòng)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(dòng)的絕大部分應(yīng)用場(chǎng)合。自20年代以來(lái)，可調(diào)速直流電力拖動(dòng)較多采用的是直流發(fā)電機(jī)-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng),并以電機(jī)擴(kuò)大機(jī)、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(dòng)系統(tǒng)逐漸取代了直流發(fā)電機(jī)-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng),并發(fā)展到采用數(shù)字電路控制的電力拖動(dòng)系統(tǒng)。這種電力拖動(dòng)系統(tǒng)具有精密調(diào)速和動(dòng)態(tài)響應(yīng)快等性能。這種以弱電控制強(qiáng)電的技術(shù)是現(xiàn)代電力拖動(dòng)的重要特征和趨勢(shì)。 　交流電動(dòng)機(jī)沒(méi)有機(jī)械式整流子，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(dòng)機(jī)高;但由于交流電力拖動(dòng)控制性能沒(méi)有直流電力拖動(dòng)好，所以70年代以前未能在高性能電力拖動(dòng)中獲得廣泛應(yīng)用。隨著電力電子器件的發(fā)展，自動(dòng)控制技術(shù)的進(jìn)步，出現(xiàn)了如晶閘管的串級(jí)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(dòng)系統(tǒng)，使交流電力拖動(dòng)已能在控制性能方面與直流電力拖動(dòng)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(dòng)。