Universitatea Tehnică a Moldovei, Chişinău
Catedra Electromecanică şi Metrologie,
Curs Acţionări Electrice
Tema 1.
Introducere in Actionări electrice
Ilie NUCA, conf.univ, dr.ing.
www.utm.md
www.cemm.utm.md
1
Subiecte
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Rolul şi funcţiile AE.
Definiţii şi scheme structurale ale AE
Componentele AE
Clasificarea actionarilor electrice
Performanţele AE
Domenii de utilizare AE
Tendinţe actuale de dezvoltare AE
Istoricul AE
Întrebări recuperative
2
1. Rolul şi funcţiile Acţionărilor Electrice
Conform www.dex-online.ro :
A acţiona – a pune în mişcare, a face să funcţioneze
Acţionare - punere în mişcare a unui organ de maşină
 Acționările au evaluat de la cea umană și cu animale la cele cu motoare de
vânt, apă, aburi și cu ardere internă.
 Există acționări mecanice, hidraulice, pneumatice, electrice ș.a.
Acţionare electrică este o componentă a electromecanicii
care se ocupă cu antrenarea în miscare a maşinilor şi
instalaţiilor cu ajutorul unui motor electric
 Acţionare electrică (electromecanică) – AE (ro)




Electric Drive - ED (eng)
Entraînement électrique – EE (fr)
Elektrischer Antrieb - EA (ge)
Электрический привод - ЭП (rus)
3
1. Rolul şi funcţiile Acţionărilor Electrice
Rolul AE – punerea în miscare cu ajutorul motorului electric
a mecanismelor şi maşinilor de lucru
AE se utilizează practic ăn toate sferele actvităţii umane:
subacvatică, maritimă, subterană (minerit), terestră (fabrici,
uzine, spitale, scoli, case de locuit) şi aeronautică
Russian Submersible Mir
http://vimeo.com/43495972
4
1. Rolul şi funcţiile Acţionărilor Electrice
AE asigură miscarea a organului de funcţionare a aparatului de
aer condiţionat, centralei termice murale, maşinii de spălat rufe sau
veselă, uscătorului de păr, sculelor electrice ... şi avem confortul
contemporan de muncă și viața cotidiană.
5
1. Rolul şi funcţiile Acţionărilor Electrice
AE asigură miscarea liniilor tehnologice de dozare şi ambalare a
păinii, laptelui şi vinului, de fabricare a
îmbrăcămintei şi
încălţăminte, cimentului şi amestecului uscat, prelucrare a
producţiei agricole şi metalelor, imprimare a ziarelor şi cărţilor etc
Industria materialelor de
construcție
Linie poligrafică automatizată
6
1. Rolul şi funcţiile Acţionărilor Electrice
AE asigură miscarea troleibuzelor şi trenurilor, ascensoarelor,
escalatoarelor şi macaralelor electrice, aparatelor submersibile şi
navelor maritime
7
1. Rolul şi funcţiile Acţionărilor Electrice
Un automobil de clasa medie contine cca 100 motoare
electrice si sisteme de control ??!!
Electromobile cu tracțiune electrică – performant, ecologic
8
1. Rolul şi funcţiile Acţionărilor Electrice
AE pentru distracții și agrement
Singapore Flyer
D=160m, H=165m, M=1000t
28 cabine/28 persoane, 2.5 mln vizitatori/an
Telefericul din Chișinău
http://www.youtube.com/watch?v=eOqFDACBnYk
http://video.mail.ru/mail/gerona45/4343/4360.html
http://vimeo.com/751403
9
1. Rolul şi funcţiile Acţionărilor Electrice
Nu există nici un PC, NoteBook, Printer sau Xerox fără
Acţionărea electrică a hard discului, cooler-ului etc
Aceste
dispozitive confecţionarea placilor cu cablaj imprimat
(matherboard)
se utilizează
maşini speciale de imprimare cu
acţionare electrică.
10
1. Rolul şi funcţiile Acţionărilor Electrice
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Funcţiile de bază AE
Asigură pornirea, frânarea, reversarea mașinii de lucru
Menţinerea constantă (stabilizarea) mărimii prescrise
(poziţie, viteza, acceleraţie, cuplu, putere) în statică şi
dinamică
Urmărirea anumitor obiecte sau a mărimilor de intrare
arbitrare
Funcţionarea conform unui program prescris
Funcţionarea cu selectarea regimului optimal (viteza
maximă, consum minim de energie)
Automatizarea proceselor tehnologice şi instalaţiilor
Majorarea productivităţii muncii şi asigurarea calităţii
produselor
11
1. Rolul şi funcţiile Acţionărilor Electrice
Funcţii auxiliare
1. Protecţia ME şi echipamentelor electrice faţă de
curenţii
de
scurtcircuit,
supracîncărcare,
supratensiuni, pierderea unei faze
2. Blocarea pentru eliminarea posibilităţii regimurilor
de avarie şi anormale la acţiuni incorecte a
personalului
3. Monitorizarea
procesului
echipamentului electrotehnic
tehnologic
şi
4. Monitorizarea şi diagnostica ME, Convertoarelor
electronice şi a sistemului de control
12
1. Rolul şi funcţiile Acţionărilor Electrice
Priorităţile acţionărilor electrice:
 Flexibilitatea cauzată de proprietăţile energiei electrice
(distribuţie, transportare, transformare dintr-o formă în alta).
 Se utilizează motoare de o gamă largă de putere şi viteză.
 Funcţionează în cele mai diverse condiţii de mediu
( temperaturi joase sau foarte înalte, diferite presiuni, medii nocive).
 Sunt adaptive la modificarea regimului de funcţionare
 Sisteme ecologic curate (transport electric de pasageri)
 Inidici energetici superiori faţa de alte tipuri de acţionare
 Integrarea perfectă cu procesoare şi calculatoare dedicate
Integrarea cu acţionările hidraulice/pneumatice
 Asigură securitatea vieţii şi a confortul de muncă şi trai
13
2. Definiţiile şi schemele struсturală ale AE
Definiţia clasică AE
Acţionare electrică reprezintă un sistem
electromecanic format din convertor, motor
electric , transmisie mecanică, maşină de lucru şi
sistem de comandă cu scopul antrenării în
mişcare şi controlul acestei mişcări conform
procesului tehnologic sau a instalaţiei.
Legenda:
EE – energie electrică, EM – energie mecanică
CS – convertor static, ME – motor electric,
T – transmisie, ML – maşina de lucru
UC – unitate de comandă, R – regulator,
SM – sistem de măsurare
14
2. Definiţiile şi schemele struсturală ale AE
15
2. Definiţiile şi schemele struсturală ale AE
Definiţia AE conform GOST 50369-92
Электропривод: Электромеханическая система, состоящая
в общем случае из взаимодействующих преобразователей
электроэнергии,
электромеханических
и
механических
преобразователей, управляющих и информационных устройств
и устройств сопряжения с внешними электрическими,
механическими,
управляющими
и
информационными
системами, предназначенная для приведения в движение
исполнительных органов рабочей машины и управления этим
движением в целях осуществления технологического процесса
16
2. Definiţiile şi schemele struсturală ale AE
Э
Э
О
С1
ТМ
К
ФЧ
У
О
П
Э
Д
И
О
О
С2
О
С3
А
УУ
О
С4
О
У
Рисунок 1.1 – Общая структурная схема АЭП
17
2. Definiţiile şi schemele struсturală ale AE
http://www.youtube.com/watch?v=Ub-csHc4VhA
18
2. Definiţiile şi schemele struсturală ale AE
Definiţia Modernă AE = Sistem Electromecanic
Sistemul electromecanic reprezintă un set de
convertoare
electrice,
electromecanice,
mecanice,
electronice
şi
informaţionale,
intercorelate şi interconectate funcţional pentru
conversia eficientă a energiei electro-mecanice.
Spre deosebire de AE clasică, SEM moderne asigură
fluxul bidirecţional al energiei.
19
2. Definiţiile şi schemele struсturală ale AE
Definiţia AE2 (Fransua, Măgureanu)
Un sistem de acţionare electrică reprezintă o
mulţime de obiecte (elemente) interconectate şi
interdependente
în
scopul
conversiei
electromecanice a energiei pentru un anumit
proces tehnologic.
Alexandru Fransua, Răzvan Măgureanu. Maşini şi acţionări electrice.
Elemente de execuţie. –B.: Ed.Tehnică, 1986. -546 pp.
20
2. Definiţiile şi schemele struсturală ale AE
Modern Electrical Drive Systems
Electric Motor
Power Electronic Converters
Electric Energy
- Unregulated -
POWER IN
Electric Energy
- Regulated -
Power
Electronic
Converters
Electric
Energy
Motor
Mechanical
Energy
Load
feedback
Reference
Controller
21
2. Definiţiile şi schemele struсturală ale AE
Sistemul de comandă, Convertorul si infasurarile ME
formează partea electrica AE
Rotorul ME, transmisia T şi organul de funcţionare a ML
formează partea mecanică a AE
Convertorul CS, motorul ME, transmisia T şi ML
formează partea de putere AE
Convertorul CS, Regulatorul R, Unitatea de comanda UC
şi sistemul de măsurători SM formează partea de control
(comandă) AE
22
2. Definiţiile şi schemele struсturală ale AE
Conceptul AE clasică se bazează pe transmiterea energiei intr-un
singur sens: de la motorul electric la maşina de lucru
Conceptul modern al AE se bazează pe o abordare de sistem,
cu considerarea structurilor topologice contemporane
inclusiv digitale, cu directia reversibilă de circulaţiei a
energiei, cu considerarea influenţei acţionării asupra reţelei
de alimentare etc
23
3. Componentele AE
Maşina de lucru are rolul de a efectua una sau mai multe
operaţii specifice procesului tehnologic deservit de
instalaţia din care face parte: extragere, deplasare,
deformare, pompare, tăere, aşchiere etc. In acest scop
primeşte la intrare energie mecanică de anumiţi parametri
https://www.youtube.com/watch?NR=1&v=PaxqqrdBxcc&feature=ends
creen
24
3. Componentele AE

Mecanismul de trasmisie
are rolul de a transfera
energia mecanică primită la
intrare spre maşina de lucru
putând schimba sau nu
parametrii acesteia: felul
mişcării (rotaţie, translaţie,
continuă,
discontinuă),
sensul mişcării, valoarea
parametrilor
(reducere,
multiplicare)
25
3. Componentele AE
Motorul de antrenare – elementul principal are rolul de a transforma energia primară
primită
(electrică,
chimică,
pneumatică,
hidraulică) în energie mecanică.
26
3. Componentele AE
CS- convertor static
serveşte pentru corelarea
parametrilor electrici ai
motorului
electric
cu
reţeaua sau cu sursa de
alimentare
27
3. Componentele AE
După tipul transmisiei mecanice (fara TM - direct drive)
mecanism bielo-manivelă
Banda transportoare
reductor
curea de
transmisie
Mecanism
pinion-cremaliera
Mecanism
surub-piulita
Mecanism
ridicare-coborire
28
3. Componentele AE
 Transmisii mecanice – cuplaje electromagnetice
1
2
4
6
5
3
1 – semicuplă conducătoare
2 – semicuplă condusă
3 – excitaţie în c.c.
4 - inele de contact
Cuplaje şi frâne electromagnetice
5 - arbore conducător
6 – arbore condus
29
4. Clasificarea AE
Criterii de clasificare AE
Curentului Electric (CC, CA)
Motor Electric (MCC, MA, MS, MSMP, BLDC, SRM,
etc)
Convertor (CC/CC, CC/CA, CA/CC, CA/CA, CA/CC/CA)
Transmie mecanica
Destinatie AE (principal, ghidare, miscari auxiliare)
Interacţiune dintre ME si TM (in grup, individual,
inreconectat)
Cracterul miscării (rotativ, liniar, catapulta)
Caracterul comenzii (nereglabil, reglabil, de urmarire,
adaptiv, programabil, intelectual)
30
4. Clasificarea AE
Clasicficarea in funcţie de tipul ME
31
4. Clasificarea AE
Clasificarea ME după putere:
micromaşini – pana la 0,6 кW.
maşini de putere mică – pana la 100 кW.
maşini de putere medie – pana la 1000 кW.
masini de putere mare – mai mult de 1000 кW.
După viteza de rotaţie:
viteză mică - pana 500 rpm.
viteză medie – pana la 1500 rpm.
viteza mare - pana la 3000 rpm.
suprarapide – pana la 150000 rpm.
Dupa tensiunea nominală: moatore de tensiiune joasa
(pana la 1000 V) si de tensiune inaltă (mai mult de 1000 V).
32
4. Clasificarea AE
Convertoare Statice de Putere (electronice)
Acţionări de CC
Sursă CC
Sursă CA
DC-AC-DC
AC-DC
Acţionări de CA
AC-DC-DC
Sursă CC
Sursă CA
DC-DC
AC-DC-AC
Const.
DC
Variable
DC
AC-AC
NCC
DC-AC
DC-DC-AC
FCC
33
4. Clasificarea AE
Convertoare de putere
A
Redresoare comandate CA-CC – alimentate de la reţeaua
mono – sau trifazată, furnizând la ieşire o tensiune
continuă variabilă
Choppere sau convertoare CC–CC – realizează conversia
unei tensiuni continue, de valoare fixă, într-o tensiune
continuă, variabilă şi controlabilă.
Invertoare sau convertoare CC-CA – furnizează tensiune
şi curent alternativ de amplitudine, frecvenţă şi fază
variabile.
Variatoare de tensiune alternativa (softstarter) AC-AC –
pentru reglarea tensiunii de alimetare a MCA
34
4. Clasificarea AE
După modul de transmitere a energiei ML
Acţionare individuală
AE distribuite multimotor
35
4. Clasificarea AE
Clasificare după modul de reglare a vitezei şi
poziţiei
Nereglabil
Reglabil
De urmărire
Programabil
Adaptiv
 De poziţionare
36
4. Clasificarea AE
Clasicficarea in funcţie de tipul ME
AE cu Maşini de curent continuu – cu excitaţie
(separată, în deviaţie sau mixtă), cu magneţi
performanţi, fără perii şi comutaţie electronică.
AE cu Maşini de curent alternativ – asincrone, cu
rotor bobinat, sincrone cu magneţi permanenţi.
AE cu Maşini speciale – motoare pas – cu – pas,
motoare cu reluctanţă variabilă (sau cu reluctanţă în
comutaţie).
37
4. Clasificarea AE
Sisteme intergrate motor-reductor
38
4. Clasificarea AE
Servomotoare cu sisteme integrate de control
39
5. Performanţe ale AE
1. Fiabilitatea
2. Precizie
3. Rapiditate
4. Calitatea proceselor dinamice
5. Eficienta energetica
6. Compatibilitatea SAE cu sistemele de
alimentare si cele informaţionale
7. Eficienţa economică
40
5. Performanţe ale AE
Automatizarea proceselor tehnologice industriale
41
5. Performanţe ale AE
AE reglabile - reduce consumul de energie cu 30-50%
Power P %
100
80
Valve
60
40
20
0
Speed Control
0
20
40
60
80
100
Flow Q %
5. Performanţe ale AE
Sisteme flexibile decentralizate digitale cu
microcontrolere pentru probleme sofisticate
43
5. Performanţe ale AE
Sisteme flexibile decentralizate digitale cu
microcontrolere pentru probleme sofisticate
44
5. Performanţe ale AE
Echipament Electronic SDMC-103 de tracţiune troleibuze,
Concern Informbusiness, Chişinău
Indice
Valoare
Puterea maximă
300 kW
Tensiunea maximă intrare
900 V
Tensiunea de ieşire
5 ÷ 780 V
Curentul maxim de ieşire
până la 500 A
Frecvenţa de comandă
până la 8 kHz
Tensiunea de ieşire
5 – 900 V
Tensiunea de bord
18 – 35 V
Dimensiunile modulului de
putere
730x330x320
mm
Masa
45,2 kg
Termen de recuperare
12-14 luni
Eficienţă energetică şi economică
45
6. Domenii de utilizare AE
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Industria tehnologica: actionarea pompelor
centrifuge, ventilatoarelor, compresoarelor cu
piston (1-10MW)
Industria constructoare de masini: actionarea
preselor, frezelor, strungurilor (masini unelte),
robotica (1-5kW)
Încalzire si aer conditionat (0,1-5kW): compresoare,
sisteme de ventilatoare (suflante 132 kW)
Industria cimentului: mori de ciment, concasoare,
compresoare (>10MW)
Industria metalurgica, celulozei si a hartiei: masini
de taiat si decojit busteni, masini de amestecat,
transportoare si elevatoare (100kW);
Industria transporturilor: autovehicule, trenuri,
ascensoare, escalatoare, nave maritime (10 MW)
46
6. Domenii de utilizare AE
7. Industria textila: razboaie de tesut (5kW);
8. Industria alimentara: transportoare cu banda,
ventilatoare (suflante) (1-5kW)
9. la masini de impachetat, de tiparit, in
constructii (macarale, poduri rulante)(1100kW);
10. Industria extractoare: gaz, minerit, petrol
11. Industria bunurilor de larg consum: masini
de spalat, frigidere, echipamente
electrocasnice etc (<1-2 kW)
12. Militărie: sisteme de propulsie, torpede,
stabilizare, orientare
13. Aviaţie şi cosmonautică
47
6. Domenii de utilizare AE
Aplicatii pe domenii de puteri in functie de performantele necesare
48
6. Domenii de utilizare AE
Vanzarile in crestere:
datorita dezvoltarii rapide a tehnicii de calcul si introducerii
acesteia in comanda masinilor electrice)
datorita dezvoltarii electronicii de putere
O mare varietate a puterii si vitezei: viteze mici la puteri mari si invers
Evolutia actionarilor de c.a. pe piata mondiala
49
6. Domenii de utilizare AE
Sisteme de propulsie
ABB Azipod Propulsion
50
6. Domenii de utilizare AE
AE pentru automatizări
51
6. Domenii de utilizare AE
AE electrocasnice
52
7. Tendinţe actuale de dezvoltare AE
1. Utilizarea ME cu noi materiale (magneţi permanenţi) şi
construcţii (motoare cu reluctanţa variabilă)
2. Utilizarea ME cu eficienţa energetică majorată conform
standardelor IE2 şi IE3, Premium IE4.
3. Dezvoltarea electronicii de putere (tranzistoare IGBT
frecvenţă înaltă şi pierderi mici de comutaţie)
4. Dezvoltarea microelectronicii şi implementarea algoritmilor
intelectuali de comandă (logica fuzzy, algoritmi neuronali şi
genetici etc)
5. Implementarea noilor principii de reglare ale maşinilor de
curent alternativ (Vector Drive, Direct Torque Control controlul direct al cuplului)
6. Implementarea sistemelor de control digitale cu flexibilitatea
înaltă şi fără modificare hardware.
7. Conexiunea AE individuale prin reţele industriale CAN şi
crearea sistemelor integrate
8. Utilizarea tehnologiilor informaţionale pentru controlul Hi-Wi
şi GSM a sistemelor de acţionare
53
9. Sisteme direct drive
7. Tendinţe actuale de dezvoltare AE
Motoare electrice noi
54
7. Tendinţe actuale de dezvoltare AE
Clase de eficienta energetica a Motoarelor Asincrone
Newly 2008 harmonized standard for energy efficiency
class 60034-30-2008 follow International Electrotechnical
Commission (IEC) protocol and defines four induction
motor efficiency classes:
• Super Premium efficiency level IE4
• Premium efficiency level IE3
• High efficiency level IE2
• Standard efficiency level IE1
It’s noticeable that, nowadays, Premium efficiency IE3
efficient motor. Super Premium efficiency IE4 is a
generation motor. It is awaited that in average,
reduction of IE4 should be 15 % compared to IE3. So,
standard in fact, but just a level.
is the most
future new
the losses
IE4 is not a
55
7. Tendinţe actuale de dezvoltare AE
Pierderi de putere şi eficienţa energetică a ME
Induction motor losses distribution
Lifetime motor cost
Electric Machines and Drives, Edited by Miroslav Chomat, 2011
56
7. Tendinţe actuale de dezvoltare AE
Dezvoltarea electronicii de putere
IGBT Module Intelectuale de
Putere
57
7. Tendinţe actuale de dezvoltare AE
Convertoare Statice de Putere
Orice tip
Orice putere
Gama largă de reglare
Flexibilitatea conexiunii
Multiple funcţii
Preţ accesibil
58
7. Tendinţe actuale de dezvoltare AE
Întrerupator
automat
PC
Filtru
Sistem de acţionare cu
metode noi de comanda
Panou
de
control
Modul de
comunicare
RFI Filtru
Claviatura
Convertor de
frecvenţă
VectorDrive
DTC
Module de
extensie
Modul functionabil
Controler
INTERBUS
Drive PLC
CAN, LECOM
PROFIBUS
Filtru
Reostat de
frînare
Motor
reductor
59
7. Tendinţe actuale de dezvoltare AE
Microprocesoare generale şi microntrolere industriale
60
7. Tendinţe actuale de dezvoltare AE
Utilizarea tehnologiilor informaţionale pentru controlul de la distanţă
61
7. Tendinţe actuale de dezvoltare AE
AE fără transmisii mecanice – Direct Drive systems
Sisteme motor-roată
Maşina de spălat cu Direct Drive
http://www.electromechanics.ru/interesting-video/76-volvoelectric-car-recharge-concept-hybrid-in-wheel-motor.html
http://www.electromechanics.ru/interesting-video/77-electric-car-inwheel-motor-siemens-ecorner.html
62
7. Tendinţe actuale de dezvoltare AE
PV sisteme electromecanice de propulsie
PV Electromobil
PV electroavion
63
7. Tendinţe actuale de dezvoltare AE
NASA Mars Rover Curiosity 2012
http://www.freshnessmag.com/2012/08/06/nasa-curiosity-mars-rover-live-landing-event-video/
64
7. Tendinţe actuale de dezvoltare AE
Actuatoare electromecanice
http://en.wikipedia.org/wiki/Electric_actuator
Actuators are used for the automation ofindustrial valves and can
be found in all kinds of technical process plants: they are used in
waste water treatment plants, power plants and even refineries.
This is where they play a major part in automating process control. The valves to be
automated vary both in design and dimension. The diameters of the valves range
from a few inches to a few meters.
Электрический привод арматуры — это
устройство, являющееся видом электрических приводов, служащее для механизации и
автоматизации трубопроводной арматуры, и
широко применяющееся во всех отраслях
промышленности, играя важнейшую роль
практически
во
всех
технологических
процессах.
Чаще всего электропривода используются для
дистанционного
управления
арматурой,
еѐ
открытия и закрытия, а также для определения
положения арматуры.
65
7. Tendinţe actuale de dezvoltare AE
Nano şi MicroSistemeElectroMecanice
http://en.wikipedia.org/wiki/Microelectromechanical_systems
Microelectromechanical systems (MEMS) is the technology of very
small
devices;
it
merges
at
the
nano-scale
into nanoelectromechanical systems (NEMS) and nanotechnology.
MEMS are separate and distinct from the
hypothetical
vision
of
molecular
nanotechnology or molecular electronics.
 MEMS are made up of components between 1
to 100 micrometres in size (i.e. 0.001 to 0.1 mm),
and MEMS devices generally range in size from
20 micrometres (20 millionths of a metre) to a
millimetre (i.e. 0.02 to 1.0 mm).
МЭМС
технологии
применяются
для
создания
разнообразных
миниатюрных
датчиков,
таких
как
акселерометры,
датчики
угловых
скоростей, гироскопы, магнитометрические дат
чики, барометрические датчики, анализаторы
среды (например для оперативного анализа
крови).
Insect robotfly DARPA
Defense Advanced Research Projects Agency
66
7. Tendinţe actuale de dezvoltare AE
Nano şi MicroSistemeElectroMecanice
http://en.wikipedia.org/wiki/Microelectromechanical_systems
www.g4tv.com/thefeed/
Inima electromecanica
www.jpallas.com/HEARTS/electromech2.html
67
7. Tendinţe actuale de dezvoltare AE
(Electro)Mecatronică
http://ro.wikipedia.org/wiki/Mecatronica
MECATRONICĂ' : Mecatronica este combinația sinergeticǎ ṣi sistematicǎ a
mecanicii,electronicii ṣi a informaticii în temp real.
Termenul de mecatronicǎ a fost introdus de ingi. Tetsuro Moria de la compania japonezǎ Yaskawa Electric în 1969.
Revoluția informatică (a doua revoluṭie industrială) a marcat saltul de la societatea industrializatǎ la
societatea informationalǎ, generand un val de înnoiri în tehnologie și educație. Japonezii au definit
sensul acestor mișcǎri de înnoire, brevetând termenul de mecatronicǎ, la începutul deceniului al 8-lea
al secolului trecut. Termenul a fost utilizat pentru a descrie fuziunea tehnologicǎ: mecanica-electronicainformatica
Mecatronica este rezultatul evoluției firesti în dezvoltarea tehnologicǎ. Tehnologia
electronicǎ a stimulat aceasta evoluție. Dezvoltarea microelectronicii a permis integrarea
electromecanică. În urmatoarea etapǎ, prin integrarea microprocesoarelor în structurile
electromecanice, acestea devin inteligente ṣi, astfel s-a ajuns la mecatronicǎ
68
7. Tendinţe actuale de dezvoltare AE
(Electro)Mecatronică
http://ru.wikipedia.org/wiki/mexatponica rus
Мехатроника — это название для частных случаев построения электрических
приводов (см. электрический привод), где основной упор делается на
обеспечение требуемого движения, прежде всего, высокоточного, а не на его
энергетические характеристики. Для мехатроники характерно стремление к
полной интеграции механики, электрических машин, силовой электроники,
микропроцессорной техники и программного обеспечения.
Сейчас под мехатроникой понимают
системы
электропривода
с
исполнительными
органами
относительно небольшой мощности,
обеспечивающие
прецизионные
движения
и
имеющие
развитую
систему управления. Сам термин
"мехатроника" используется, прежде
всего,
для
отделения
от
общепромышленных
систем
электропривода
и
подчеркивания
особых требований к мехатронным
системам.
69
7. Tendinţe actuale de dezvoltare AE
Robotica (sisteme dedicate (integrate) – embeded systems)
Roboţii
reprezintă
sisteme dedicate electromecano-informationale
pentru realizarea unor operaţii asemănătorea celor facute de mâna
omului, dar cu o precizie şi cu o viteză cu mult mai mare. Realizarea
miscării robotului este imposibilă fără utilizarea acţionării electrice, ca
fiind cea mai rapidă şi cea mai precisă
Robot industrial
Scuter tip Segway PT cu
autobalansare și 2 roți paralele
Braţ-manipulator
8. Istoricul AE
8. Istoricul AE








1889 - Inventarea MA trifazate de Mihail Dolivo-Dobrovolsky
1901 - Inventarea maşinii sincrone cu rotor cilindric de C. Brown
Anii 1970 - impactul electronicii de putere asupra sistemelor de
reglare ME
Din 1970 - utilizarea MP cu pămânuri rarea SmCo şi din 1980 –
NdFEB
1972 - inventarea şi implementarea Metodei de control vectorial al
MCA (Felix Blascke – Siemens)
1979 – inventarea şi implementarea metodei reglare DTC (ABB)
Din 1980 - utilizarea HTS (High Temperature Superconductabilty)
pentru ME
Din 1990 - utilizarea materialelor magnetice cu memorie MSM
8. Istoricul AE
Nikola Tesla (10.07.1856 – 7.01.1943) – inventatorul ME de CA
Comanda radio a unei nave
Niagara - prima hidrocentrala de curent alternativ
Turn transmitere wireless EE
8. Istoricul AE
Mikhail Dolivo-Dobrovolsky
– inventatorul MA şi transformatorului
trifazate
Este unul din fondatorii (alături
de Nikola Tesla) a sistemelor electrice
trifazate. La Expoziţia Internationala
ElectroTechnica din 1891 a prezentat
transmiterea energiei electrice la o
distanţa de 176 km. Tot in 1891 el a creat
transformatorul trifazat si MC cu rotorul
scurtcircuitat
(2.01.1862 -15.11.1919)
Intrebări pentru recapitulare
1. Daţi definiţia acţionărilor electrice.
2. Care este diferenţa dintre o abordare clasică şi una modernă
AE?
3. Care este rolul principal al acţionărilor electrice?
4. Ce priorităţi deţine AE faţă de acționările termice, hidraulice,
pneumatice?
5. Daţi exemple de procese tehnologice care pot fi realizate doar
cu ajutorul AE?
6. Care sunt principalele funcţii ale AE?
7. Care sunt domeniile de utilizare ale AE?
8. Care sunt tendinţele de dezvoltare ale AE?
9. Cum influenţează dezvoltarea electroniciii de putere asupra
AE?
10. Ce priorităţi au sistemele de control digital ale AE faţă de cele
analogice?
11. Cum se numesc sistemele de acţionare care conţin
calculatoare de calcul şi control?
12. Care este relaţia dintre acţionarea electrică, mecatronică şi
robotică ?
75