Hız ve tork koordinatlarında elektrikli sürücülerin çalışma modları

Üretilen elektrik enerjisinin çoğu, çeşitli makine ve mekanizmaların çalışmasını sağlamak için bir elektrikli sürücü kullanılarak mekanik enerjiye dönüştürülür.

Elektrikli tahrikin önemli görevlerinden biri belirli bir yük altında motorun M momentindeki gerekli değişim yasasının ve ivme veya hız değişimi yasası tarafından verilen hareketin gerekli doğasının belirlenmesi. Bu görev, belirli bir hareket yasası sağlayan bir elektrikli tahrik sisteminin sentezine indirgenir.

Genel durumda, M (motor torku) ve Ms (direnç kuvvetleri momenti) momentlerinin işaretleri farklı olabilir.

Örneğin, aynı M ve Mc işaretleri ile sürücü artan w hızıyla (açısal ivme e> 0) motor modunda çalışır.Bu durumda sürücünün dönüşü, iki olası yönden birinde (saat yönünde veya saat yönünün tersine) hareket edebilen motorun M torkunun uygulama yönünde gerçekleşir.

Bu yönlerden biri, örneğin saat yönü pozitif olarak alınır ve sürücü bu yönde döndüğünde, M momenti ve w hızı pozitif kabul edilir. Moment ve hız koordinat sisteminde (M, w), böyle bir çalışma modu I kadranında yer alacaktır.

Elektrikli sürücünün w hızı ve M momenti koordinatlarındaki çalışma modları bölgeleri

Durağan bir tahrikte M torkunun hareket yönü değişirse, işareti negatif olur ve e değeri (sürücünün açısal ivmesi)<0 olur. Bu durumda, w hızının mutlak değeri artar, ancak işareti negatiftir, yani sürücü saat yönünün tersine döndüğünde motor modunda hızlanır. Bu rejim III. kadranda yer alacaktır.

Statik momentin yönü Mc (veya işareti), çalışan gövdeye etki eden direnç kuvvetlerinin türüne ve dönüş yönüne bağlıdır.

Statik moment, yararlı ve zararlı direnç kuvvetleri tarafından oluşturulur. Makinenin üstesinden gelmek için tasarlandığı direnç kuvvetleri faydalıdır. Boyutları ve yapıları, üretim sürecinin türüne ve makinenin tasarımına bağlıdır.

Zararlı direnç kuvvetleri, hareket sırasında mekanizmalarda meydana gelen çeşitli kayıplardan kaynaklanır ve aşıldığında makine faydalı bir iş yapmaz.

Bu kayıpların ana nedeni, her zaman herhangi bir yönde hareketi engelleyen yataklardaki, dişlilerdeki vb. sürtünme kuvvetleridir. Bu nedenle, w hızının işareti değiştiğinde, belirtilen direnç kuvvetleri nedeniyle statik momentin (Mc) işareti değişir.

Bu tür statik anlara denir reaktif veya pasif, çünkü Onito her zaman hareketi engeller, ancak onların etkisi altında motor kapatıldığında hareket gerçekleşemez.

Yararlı direnç kuvvetleri tarafından yaratılan statik momentler, makinenin çalışması, elastik olmayan cisimlerin sürtünme, kesme veya çekme, sıkıştırma ve burulma kuvvetlerinin üstesinden gelmeyi içeriyorsa, aynı zamanda reaktif olabilir.

Bununla birlikte, makine tarafından gerçekleştirilen üretim süreci, sistem elemanlarının potansiyel enerjisindeki bir değişiklikle (yük kaldırma, burulmanın elastik deformasyonları, sıkıştırma vb.) İlişkiliyse, o zaman faydalı direnç kuvvetleri tarafından oluşturulan statik momentler arandı potansiyel veya aktif.

Etki yönleri sabit kalır ve hızın işareti değiştiğinde statik momentin işareti Mc değişmez. Bu durumda, sistemin potansiyel enerjisi arttıkça, statik moment hareketi engeller (örneğin, bir yükü kaldırırken), azaldığında ise motor kapalıyken bile hareketi (yükü indirirken) teşvik eder.

Elektromanyetik moment M ve hız o ters yöndeyse, elektrik makinesi II ve IV kadranlarına karşılık gelen durma modunda çalışır. M ve Mc'nin mutlak değerlerinin oranına bağlı olarak sürücünün dönüş hızı artabilir, azalabilir veya sabit kalabilir.

Hareket ettirici olarak kullanılan bir elektrik makinesinin amacı, çalışan makineye iş yapması için mekanik enerji sağlamak veya çalışan makineyi durdurmaktır (örneğin, Konveyörler için elektrikli sürücü seçimi).

İlk durumda, elektrik makinesine verilen elektrik enerjisi mekanik enerjiye dönüştürülür ve makinenin şaftında, tahrikin dönmesini ve üretim birimi tarafından faydalı işlerin yapılmasını sağlayan bir tork üretilir.

Elektrikli sürücünün bu çalışma moduna denir motor… Motor torku ve hız yön olarak eşleşiyor ve motor şaft gücü P = Mw > 0.

Bu çalışma modunda motorun özellikleri, hız ve tork işaretlerinin aynı olduğu ve bu nedenle P> 0 olduğu I veya III kadranında olabilir. motor (sağ veya sol) keyfi olabilir.

Genellikle, pozitif hız yönü, mekanizmanın ana işi gerçekleştirdiği (örneğin, bir kaldırma makinesi ile bir yükün kaldırılması) sürücünün dönme yönü olarak alınır. Daha sonra elektrikli sürücünün ters yönde çalışması, hızın negatif işareti ile gerçekleşir.

Makineyi yavaşlatmak veya durdurmak için motorun şebekeden bağlantısı kesilebilir. Bu durumda, harekete karşı direnç kuvvetlerinin etkisi altında hız azalır.

Bu çalışma şekline denir serbest hareket… Bu durumda herhangi bir hızda sürücünün torku sıfırdır, yani motorun mekanik karakteristiği ordinat ekseni ile çakışmaktadır.

Serbest kalkıştan daha hızlı bir şekilde hızı azaltmak veya durdurmak ve dönme yönünde etki eden bir yük torku ile mekanizmanın sabit bir hızını korumak için, elektrik makinesinin momentinin yönü, dönme yönünün tersi olmalıdır. hız

Cihazın bu çalışma modu denir engelleyici, elektrik makinesi jeneratör modunda çalışırken.

Tahrik gücü P = Mw <0 olup, çalışan makineden gelen mekanik enerji elektrik makinesinin miline beslenir ve elektrik enerjisine çevrilir. Jeneratör modundaki mekanik özellikler, kadran II ve IV'te bulunur.

Elektrikli tahrikin, hareket denkleminden aşağıdaki gibi, mekanik elemanların verilen parametreleri ile davranışı, motor momentlerinin değerleri ve çalışma gövdesinin şaftı üzerindeki yük ile belirlenir.

Bir elektrikli sürücünün çalışma sırasındaki hız değişim yasası çoğunlukla analiz edildiğinden, motor torkunun ve yük torkunun hıza bağlı olduğu elektrikli sürücüler için grafiksel bir yöntem kullanmak uygundur.

Bu amaçla, genellikle motorun açısal hızının w = f (M) torkuna bağımlılığını temsil eden motorun mekanik özelliği ve motorun bağımlılığını oluşturan mekanizmanın mekanik özelliği kullanılır. iş elemanının yükü tarafından oluşturulan azaltılmış statik moment üzerindeki hız w = f (Mc) …

Elektrikli sürücünün sabit durumda çalışması için belirtilen bağımlılıklara statik mekanik özellikler denir.

Elektrik motorlarının statik mekanik özellikleri