Elektrisko piedziņu darbības režīmi ātruma un griezes momenta koordinātēs

Lielāko daļu saražotās elektroenerģijas pārvērš mehāniskā enerģijā, izmantojot elektrisko piedziņu, lai nodrošinātu dažādu mašīnu un mehānismu darbību.

Viens no svarīgākajiem elektriskās piedziņas uzdevumiem ir vajadzīgā dzinēja momenta M izmaiņu likuma noteikšana pie noteiktas slodzes un kustības nepieciešamā rakstura, ko nosaka paātrinājuma vai ātruma maiņas likums. Šis uzdevums ir saistīts ar elektriskās piedziņas sistēmas sintēzi, kas nodrošina noteiktu kustības likumu.

Vispārīgā gadījumā momentu M (motora griezes moments) un Ms (pretestības spēku moments) zīmes var atšķirties.

Piemēram, ar vienādām zīmēm M un Mc piedziņa darbojas motora režīmā ar pieaugošu ātrumu w (leņķiskais paātrinājums e> 0).Šajā gadījumā piedziņas rotācija notiek motora griezes momenta M pielikšanas virzienā, kas var darboties vienā no diviem iespējamiem virzieniem (pulksteņrādītāja virzienā vai pretēji pulksteņrādītāja virzienam).

Viens no šiem virzieniem, piemēram, pulksteņrādītāja virzienā, tiek pieņemts kā pozitīvs, un, kad piedziņa griežas šajā virzienā, moments M un ātrums w tiek uzskatīti par pozitīviem. Momenta un ātruma koordinātu sistēmā (M, w) šāds darbības režīms atradīsies I kvadrantā.

Elektriskās piedziņas darbības režīmu apgabali ātruma w un momenta M koordinātēs

Ja ar stacionāru piedziņu mainās griezes momenta M darbības virziens, tad tā zīme kļūs negatīva, un vērtība e (piedziņas leņķiskais paātrinājums)<0. Šajā gadījumā ātruma w absolūtā vērtība palielinās, bet tā zīme ir negatīva, tas ir, piedziņa motora režīmā paātrina, kad tā griežas pretēji pulksteņrādītāja virzienam. Šis režīms atradīsies III kvadrantā.

Statiskā momenta Mc virziens (vai tā zīme) ir atkarīgs no pretestības spēku veida, kas iedarbojas uz darba ķermeni, un griešanās virziena.

Statisko momentu rada labvēlīgi un kaitīgi pretestības spēki. Pretestības spēki, kurus mašīna ir konstruēta, lai pārvarētu, ir noderīgi. To izmērs un raksturs ir atkarīgs no ražošanas procesa veida un iekārtas konstrukcijas.

Kaitīgos pretestības spēkus rada dažāda veida zudumi, kas rodas mehānismos kustības laikā, un, tos pārvarot, iekārta neveic lietderīgu darbu.

Galvenais šo zudumu cēlonis ir berzes spēki gultņos, zobratos utt., kas vienmēr kavē kustību jebkurā virzienā. Līdz ar to, mainoties ātruma w zīmei, uzrādīto pretestības spēku ietekmē mainās statiskā momenta Mc zīme.

Tādus statiskus momentus sauc reaktīvs vai pasīvs, jo Onito vienmēr kavē kustību, bet viņu ietekmē, kad dzinējs ir izslēgts, kustība nevar notikt.

Statiskie momenti, ko rada noderīgi pretestības spēki, var būt arī reaktīvi, ja mašīnas darbība ietver neelastīgu ķermeņu berzes, griešanas vai spriedzes, saspiešanas un vērpes spēku pārvarēšanu.

Taču, ja mašīnas veiktais ražošanas process ir saistīts ar sistēmas elementu potenciālās enerģijas izmaiņām (slodzes celšana, vērpes elastīgās deformācijas, saspiešana u.c.), tad lietderīgo pretestības spēku radītie statiskie momenti. tiek saukti potenciāls vai aktīvs.

To darbības virziens paliek nemainīgs un statiskā momenta Mc zīme nemainās, mainoties ātruma o zīmei. Šajā gadījumā, palielinoties sistēmas potenciālajai enerģijai, statiskais moments neļauj kustēties (piemēram, paceļot kravu), bet, samazinoties, tas veicina kustību (slodzes nolaišanu) arī tad, kad dzinējs ir izslēgts.

Ja elektromagnētiskais moments M un ātrums o ir vērsti pretēji, tad elektriskā mašīna strādā apturēšanas režīmā, kas atbilst II un IV kvadrantam. Atkarībā no M un Mc absolūto vērtību attiecības piedziņas ātrums var palielināties, samazināties vai palikt nemainīgs.

Elektriskās mašīnas, ko izmanto kā galveno dzinēju, mērķis ir nodrošināt darba mašīnu ar mehānisko enerģiju, lai veiktu darbu vai apturētu darba mašīnu (piemēram, Konveijera elektriskās piedziņas izvēle).

Pirmajā gadījumā elektromašīnai piegādātā elektriskā enerģija tiek pārvērsta mehāniskajā enerģijā, un uz mašīnas vārpstas tiek radīts griezes moments, kas nodrošina piedziņas rotāciju un ražošanas vienības lietderīgā darba veikšanu.

Šo elektriskās piedziņas darbības režīmu sauc motors… Motora griezes moments un ātrums sakrīt virzienā, un motora vārpstas jauda P = Mw > 0.

Motora raksturlielumi šajā darbības režīmā var būt I vai III kvadrantā, kur ātruma un griezes momenta zīmes ir vienādas un tāpēc P> 0. Apgriezienu zīmes izvēle ar zināmu griešanās virzienu motors (labais vai kreisais) var būt patvaļīgs.

Parasti par pozitīvo ātruma virzienu tiek uzskatīts piedziņas griešanās virziens, kurā mehānisms veic galveno darbu (piemēram, paceļ kravu ar celšanas mašīnu). Tad elektriskās piedziņas darbība pretējā virzienā notiek ar negatīvu ātruma zīmi.

Lai palēninātu vai apturētu mašīnu, dzinēju var atvienot no elektrotīkla. Šajā gadījumā kustības pretestības spēku iedarbībā ātrums samazinās.

Šo darbības režīmu sauc brīva kustība… Šajā gadījumā pie jebkura ātruma piedziņas griezes moments ir nulle, tas ir, motora mehāniskais raksturlielums sakrīt ar ordinātu asi.

Lai samazinātu vai apturētu ātrumu ātrāk nekā brīvajā pacelšanā un uzturētu nemainīgu mehānisma ātrumu ar slodzes griezes momentu, kas darbojas griešanās virzienā, elektriskās mašīnas momenta virzienam jābūt pretējam ātrums.

Šo ierīces darbības režīmu sauc inhibējošs, kamēr elektriskā iekārta darbojas ģeneratora režīmā.

Piedziņas jauda P = Mw <0, un mehāniskā enerģija no darba mašīnas tiek padota uz elektriskās mašīnas vārpstu un pārvērsta elektroenerģijā. Mehāniskie raksturlielumi ģeneratora režīmā ir atrodami II un IV kvadrantā.

Elektriskās piedziņas uzvedību, kā izriet no kustības vienādojuma, ar dotajiem mehānisko elementu parametriem nosaka motora momentu vērtības un slodze uz darba korpusa vārpstu.

Tā kā visbiežāk tiek analizēts elektriskās piedziņas ātruma maiņas likums darbības laikā, tad elektriskajām piedziņām ir ērti izmantot grafisko metodi, kurā motora griezes moments un slodzes griezes moments ir atkarīgi no ātruma.

Šim nolūkam parasti izmanto motora mehānisko raksturlielumu, kas atspoguļo motora leņķiskā ātruma atkarību no tā griezes momenta w = f (M), un mehānisma mehānisko raksturlielumu, kas nosaka motora atkarību. ātrums uz samazināto statisko momentu, ko rada darba elementa slodze w = f (Mc) …

Norādītās atkarības elektriskās piedziņas darbībai līdzsvara stāvoklī sauc par statiskiem mehāniskiem raksturlielumiem.

Elektromotoru statiskie mehāniskie raksturlielumi