Қозғалтқыштың статикалық механикалық сипаттамасы қозғалтқыштың жылдамдығына тәуелділік деп аталды. w = | (M). Барлық дерлік электр қозғалтқыштары олардың жылдамдығы қозғалтқыш моментінің азаятын функциясы болып табылады. Бұл өнеркəсіпте қолданылатын əдеттегі электр қозғалтқыштарына, яғни тәуелсіз, жүйелі жəне аралас қозу қозғалтқыштарына, сондай-ақ асинхронды щеткасыз жəне коллекторлы айнымалы ток қозғалтқыштарына қолданылады. Дегенмен, сәттің өзгеру жылдамдығының өзгеру дәрежесі әртүрлі қозғалтқыштармен ерекшеленеді және аталатындармен сипатталады қаттылық олардың механикалық сипаттамалары.
Жетектің механикалық сипаттамаларының қаттылығы- электр қозғалтқышының бұрыштық жылдамдықтарындағы жылдамдық өзгерген кезде электр қозғалтқышы құрылғысы әзірлеген сәттің өсу қарқыны:
Әдетте, жұмыс аймақтарында қозғалтқыштардың механикалық сипаттамалары теріс қаттылығы β бар<0. Линейные механические характеристики обладают постоянной жесткостью. В случае нелинейных характеристик их жесткость не постоянна и определяется в каждой точке как производная момента по угловой скорости
Геометриялық мағынада механикалық сипаттаманың қаттылығы қозғалтқыштың механикалық сипаттамасының беткейі болып табылады.
Егер 1 және 2 сипаттамаларын салыстырсақ, онда 1-ші сипаттамаға қарағанда жұмсақ болады оның көлбеуі аз
DM 1\u003e DM 2 Þ b 1\u003e b 2, өйткені және.
Электр қозғалтқыштарының механикалық сипаттамаларын төрт негізгі санатқа бөлуге болады:
1. Өте қатты механикалық сипаттамасы (β = ∞) - сәтте өзгеру жылдамдығы өзгермейтін сипаттамасы. Синхронды қозғалтқыштар осы сипаттамаға ие (1-суреттегі 1-жол).
2. Қатты механикалық сипаттамасы - Бұл сәтте өзгеру жылдамдығы, бірақ ол азайғанымен, бірақ аз мөлшерде болатын сипат. Қатты механикалық сипаттамалары механикалық сипаттамалардың жұмыс бөлігінде тәуелсіз қозғалтқыштардың тұрақты токтың қозғалтқыштары, сондай-ақ асинхронды қозғалтқыштары бар (2-суреттегі қисық).
Асинхронды қозғалтқыш үшін механикалық сипаттаманың түрлі нүктелеріндегі қаттылық әр түрлі. Қозғалтқыштағы Mk, d және генератор Mk, g режимдеріндегі сәттердің максималды (сыни) мәндері арасында индукциялық қозғалтқыштың сипаттамасы салыстырмалы түрде жоғары қаттылыққа ие.
3. Жұмсақ механикалық сипаттамасы - Бұл сәтте өзгеру жылдамдығы айтарлықтай өзгеретін сипаттамасы. Бұл сипаттаманың тұрақты қозғалтқышы бар, әсіресе сәл сәттердің аймағында (2-суреттегі 3-ші қисық). Бұл қозғалтқыштар үшін қаттылық барлық сипаттамалар үшін тұрақты емес.
Аралас қозу қозғалтқыштарының қозғалтқыштары механикалық сипаттамалардың қаттылығына байланысты екінші немесе үшінші топқа тағайындалуы мүмкін.
4. Өте жұмсақ механикалық сипаттамалары (β = 0) - бұрыштық жылдамдық өзгеруімен қозғалтқыш моменті өзгермейтін сипаттамасы. Бұл сипаттамаға, мысалы, ток көзінен қуат бергенде немесе арматура ток тұрақтандыру режимінде жабық жетекті жүйелерде жұмыс істеген кезде тәуелсіз қозғалтқыштардың DC қозғалтқыштары бар (2-суреттегі түз сызық).
Жұмыс машинасының механикалық сипаттамасы - бұл машинаның жұмыс жылдамдығының кедергі сәтінен тәуелділігі, ол w = (M s) жасайды.
Механикалық сипаттамалар дискідегі жүктемені сипаттайды.
Типтік жүктемелердің жіктелуі:
1. M кедергісі бар белсенді кедергі сәті
Мысал: кронштейн.
Жүктеме тетікті өздігінен іске асыра алады, сондықтан оны белсенді деп атайды. Құрылымдар тұраққа тежеуішті қамтамасыз етуі керек.
2. қарсыласудың реактивті сәті M = const (сәттің тұрақтылығының түрі)
«Құрғақ үйкеліс» тетіктерінің сипаттамасы.
M c = M 0 белгісі (w).
w\u003e 0; w<0 Þ М с <0.
Реактивті сәт - жылдамдыққа реакция.
3. тұтқыр үйкеліс
M = α in. T ω
Қарсылық сәті жылдамдыққа пропорционалды.
bW - тұтқыр үйкелу коэффициенті.
4. желдету сәті
M c = kw 2 белгісі (w).
Центрифугалық желдеткіштер мен сорғылардың сипаттамасы.
Егер кірісті жапсаңыз, жүктеме сәті төмендейді.
P = M c w - қуат.
5. қуаттылықтың тұрақтылығы P = const
Мұнда P = const.
Ол негізгі станоктар үшін жиі қолданылады (бұрғылау, бұрғылау, бұрғылау, тегістеу және басқа да машиналар).
w max ∙ M min = w min ∙ M max = const.
Айналдыруды қарастырыңыз:
w = const, F p = const.
Машинаны жоспарлау үшін:
P 1 = v min ∙ F ең көп жұмыс істету, P 1 = v макс F мин.
P 1 »P 2 = const.
Қозғалтқышты таңдау ерекшеліктері:
P 1 = 5 кВ кезде P w = 5 ∙ 100 = 500 кВт аламыз.
Қозғалтқышты лимиттерге қатысты тікелей таңдау, белгіленген қуаттың қуатын Dw рет қайта есептеуіне әкеледі, мұндағы Dw - жылдамдықты басқару ауқымы. Шын мәнінде, қозғалтқыш қуатын жылдамдықты басқару ауқымын таңдау арқылы мақсатқа азайтуға болады.
DFT үшін HB - қоздыру токтарының жылдамдығын бақылау.
Дәріс тақырыбы 10
Электр қозғалтқыштарының механикалық сипаттамалары
Дәріс жоспары
1. Табиғи және жасандымеханикалық сипаттамаларыэлектр қозғалтқыштары
Қозғалтқыштың механикалық сипаттамасы, ток түріне қарамастан, мотордың электромагниттік крутящегіндегі қозғалтқыш білігінің (бұдан әрі - мотор) бұрыштық жылдамдығына тәуелді болады, яғни тәуелділік ω ().
Мұнда маңызды ескерту жасау керек: сәттердің теңдеуіне сәйкес тұрақты күйде = қозғалтқыштың электромагниттік крутящего сәті теңдестірілген статикалық сәт (сәтте кедергісі) механизмі. Бұл дегеніміз электр қозғалтқыштың электромагниттік моментінің шамасы тетіктің сәтіне байланысты?? механизмнің тежеу сәті соғұрлым көп, қозғалтқыш моменті үлкенірек және керісінше.
Яғни, кез келген қозғалтқыш үшін кіріс саны механизмнің сәті және шығу?? оның жылдамдығы
Барлық электр қозғалтқыштарының жылдамдығы қозғалтқыштың моментінің азаятын функциясы болып табылады, яғни крутящий кезде, жылдамдық азаяды [класс 33]. Бірақ әртүрлі электр қозғалтқыштарының жылдамдығының өзгеру дәрежесі әртүрлі параметрмен сипатталады қаттылық механикалық сипаттамалары.
Қаттылық дискінің механикалық сипаттамалары β бұл электр қозғалтқышының электромагниттік сәттеріндегі айырмашылықтың әртүрлі жылдамдықтардағы айырмашылығына сәйкес электр жетегінің бұрыштық жылдамдықтарына сәйкес келеді.
β = (M 2 M1) / (ω2 ω1) = Δ / Δω
Әдетте, жұмыс аймақтарында электр қозғалтқыштарының механикалық сипаттамалары теріс қаттылығы бар β бар< 0, так как(ω2 < ω1 ,
M 1< М 2 ) при большей скорости электромагнитный момент меньше.
Бар табиғи және жасандымеханикалық сипаттамаларыжәне электр қозғалтқыштары.
Табиғи механикалық сипаттамасы бұл тәуелділік ω () қалыпты жағдайда қабылданады қозғалтқыштың жұмыс жағдайлары, яғни номиналды параметрлер бойынша электр желілері қосымша резисторлардың болмауымотор орамдарының тізбектерінде.
Электрмен жабдықтау параметрлеріне мыналар жатады: тұрақты ток кезінде? AC кернеуі кернеу және ток жиілігі.
Жағдайда қабылданған сипаттамалар қалыпты жағдайдан басқажасанды деп аталады.
Жасанды сипаттамалар қозғалтқыш параметрлерін өзгерту арқылы алынуы мүмкін, мысалы, резисторларды тұрақты ток қозғалтқышының арматура орамасының тізбегіне немесе индукциялық қозғалтқыштың ротордың орамасының контурына енгізу арқылы немесе желінің кернеу параметрлерін өзгерту арқылы алуға болады. Айнымалы ток кернеуі мен жиілігі.
Әрбір электр қозғалтқышы бар бір табиғи және көптеген жасанды сипаттамалары. Жасанды сипаттамалардың саны реттелетін элементтің қадамдар санына байланысты, мысалы, DC электр қозғалтқышының арматура орамасының тізбегіндегі ревостаттың реттелетін қадамдарының саны. Егер қозғалтқыштың мұндай қадамдары бар болса? бес, онда осы қозғалтқыш алты сипаттамалары бар? бес жасанды және бір табиғи.
Жасанды механикалық сипаттамалар қозғалтқыштың жұмыс жағдайын жылдамдықты басқару, керісінше, электр тежегіш және т.б. сияқты алу үшін қолданылады.
Табиғи түрде қарастырайықс қозғалтқыштардың механикалық сипаттамаларыәртүрлі типтер.
Сур. 10.1 Синхронды қозғалтқыштың табиғи механикалық (a) және бұрыштық (b) сипаттамалары; θ статор орамасының магнит өрісінің осінен ротордың осінің кешігу бұрышы
Синхронды қозғалтқыштың табиғи механикалық сипаттамасы
Табиғи механикалықсипаттамасы синхронды қозғалтқыш(сурет 10.1a) өте қатал?? бұл сипаттамасысәттің өзгеруімен жылдамдық өзгермейдіоның қаттылығы (β = ∞)
β = Δ / Δω = Δ / 0 = ∞.
С синхрондық қозғалтқыштың ротордың жылдамдығының тұрақтылығы синхронды қозғалтқыштың θ () бұрыштық сипаттамасымен төменде көрсетілген (10.1 б), егер роторға механикалық жүктеме қолданылмаса, онда ротордың осьтері мен статор орамасының айналмалы магнит өрісі сәйкес келеді. θ = 0 ° (сурет 10.1-тармағында b). Қозғалтқыштың электромагниттік моменті M = 0 болса, қозғалтқыш жұмыс істемей тұр.
Егер сіз қозғалтқыш білігіне механикалық жүктемені қолданып, оны ұлғайтсаңыз, ротор механикалық жүктеме әсерінен статор орамасының магнит өрісін артатын θ бұрышында жоғарылайды.
Білекке механикалық жүктеме неғұрлым көп болса, соғұрлым бұл бұрыш үлкенірек және қозғалтқыштың айналмалы электромагниттік моменті үлкенірек болады.
Мұндай крутящий мезгілде ұлғайту қозғалтқыш, механизмнің тежеу крутящегінің артуымен байланысты жай ғана қозғалтқыштың жылдамдығын қамтамасыз етеді (10.1-суретде = 0-ден бастап =) сипаттамасының учаскесі.
Дегенмен, қозғалтқыш жылдамдығының тұрақтылығы θ≤90 ° бұрышына дейін сақталады. Θ = 90 ° кезінде қозғалтқыш критикалық (максималды) сәтті дамытады (10.1 а суреттегі А нүктесі).
Егер θ = 90 ° механикалық жүктемені (θ\u003e 90 °) тағы бір рет арттырса, қозғалтқыштың электромагниттік крутящасы азаяды (бұрыштық сипаттаманың сегменті), яғни, бұл сәтте механизмнің тежеу сәті аз болады. Нәтижесінде қозғалтқыштың ротордың жылдамдығы азайып, соңында ротор тоқтайды.
Ротордың жылдамдығы статор орамасының айналмалы магнит өрісінің жылдамдығынан аз болғандықтан, қозғалтқыш синхрондаудан шықты.
Қозғалтқыштың бұрыштық сипаттамаларынан синхронизм қозғалтқышының жоғалуы шарты: θ≤90 °.
Іс жүзінде номиналды бұрышы θ = 20 ... 40 °.
Синхронды қозғалтқыштардың көлемі: кемелерде? бұрандаларды айналып өтетін электр қозғалтқыштары сияқты; жағасында ?? газды сорғы станцияларындағы компрессорлар сияқты қуатты механизмдерді жүргізу.
Тұрақты ток қозғалтқышының табиғи механикалық сипаттамалары
Табиғи dc қозғалтқышының механикалық сипаттамасыпараллель қозғау (8.5-сурет).ал, өйткені оның қаттылығы
β = Δ / Δω ≤ 10%.
Сур. 10.2 Табиғи қозғалтқыштың параллель қозғалтқышының механикалық сипаттамасы
Бұл дегеніміз, қозғалтқыштың электромагниттік крутящего ауытқуы кең ауқымымен, оның жылдамдығы өте тұрақты (яғни, ол сәл ғана өзгереді).
Мұндай қозғалтқыштар механикалық жүктеме кең ауқымда өзгергенде, қозғалтқыш жылдамдығы айтарлықтай өзгеруі мүмкін емес жерде қолданылады. электр сорғылары, желдеткіштер және т.б.
Сур. 10.3 Табиғи механикалық сипаттамасыdC қозғалтқышты сериялы қоздыру
Табиғи тұрақты токтың қоздыру қозғалтқышының механикалық сипаттамасы (сур. 10.3) ?? жұмсақ өйткені оның қаттылығы
β = Δ / Δω\u003e 10%.
Бұл дегеніміз, қозғалтқыштың электромагниттік крутящего өзгеруі кезінде, тіпті шағын мөлшерде, оның жылдамдығы айтарлықтай өзгереді.
Осы қозғалтқыштың екі маңызды ерекшелігін еске түсіріңіз. DC қозғалтқышты сериялы қоздыру:
қозғалтқыштың айналу жылдамдығы күрт артады, қозғалтқыш «жарысады». Демек, бұл қозғалтқыш білікке жүктемесіз қалуы мүмкін емес;
Бұл қозғалтқыштар кемелерде пайдаланылмайды, алайда, мысалы, электрлі көліктерде, атап айтқанда, троллейбустарда пайдаланылады, онда олар білікке жүктемесіз қалады және үлкен нүкте қажет (троллейбусты іске қосу кезінде).
Сур. 10.4 Табиғи аралас қозу қозғалтқыштарының тоқ қозғалтқыштарының механикалық сипаттамалары: 1 с параллельді жүйелі қозу;
2 - дәйекті түрде параллель қозғау
Табиғи аралас-қоздырғышты тұрақты тоқ қозғалтқышының механикалық сипаттамасы параллель және жүйелі қоздыру қозғалтқыштарының сипаттамалары арасындағы аралық болып табылады, өйткені қозғаудың магниттік ағыны екі орамның бірлескен әсерімен құрылады. параллель және дәйекті.
Аралас қозу қозғалтқыштарының екі түрі бар:
2. дәйекті магнит ағынының негізгі бөлігі сериялы орамалмен (70% дейін, қалған 30%параллельді).
Демек, екінші типтегі қозғалтқышқа қарағанда, бірінші типтегі қозғалтқыштың механикалық сипаттамалары қатаңырақ.
Механикалық сипаттамалары да?? жұмсақ өйткені олардың қаттылығы
β = Δ / Δω\u003e 10%.
Кемелерде аралас қозу қозғалтқыштары басқарылатын электр жетектерінде қолданылады. лебедкалар, крандар, найзағайлар мен шпунттар.
Асинхронды қозғалтқыштың табиғи механикалық сипаттамасы
Табиғи асинхронды қозғалтқыштың механикалық сипаттамасы екі бөлімнен тұрады: жұмыс істемейтін (жеделдетілген) АВ және жұмыс ұшақтарыD (сурет 8.8).
Сур. 10.5 Табиғи асинхронды қозғалтқыштың механикалық сипаттамасы
Қозғалтқышты іске қосу кезінде бастапқы сәтті дамытады(сегмент OA), содан кейін ABC траекториясы бойымен жылдамдықты C. нүктесіне дейін жылдамдатады. Сонымен қатар, AB сегментінде жылдамдық пен момент күшейеді, ал B нүктесінде қозғалтқыш максималды сәтті дамытады. Күннің сегментінде жылдамдық арта беріп, номиналға дейін (нүкте C) азаяды. СюжеттеBC қозғалтқыштың жүктемесіөйткені осы саладағы кез келген жерде қозғалтқыштың электромагниттік моменті номиналдан көп (> >).
Қалыпты жағдайда қозғалтқыш C секциясында жұмыс істейдіD қатаңдығы
β = Δ / Δω < 10%.
Бұл крутящий кезде кең ауқымда өзгереді, қозғалтқыштың жылдамдығы аздап өзгереді.
Асинхронды қозғалтқыштар AC электр станциясы бар кемелерде кеңінен қолдануды тауып алды.
Өнеркәсіп әр түрлі сериялы кемелердің асинхронды қозғалтқыштары үшін арнайы өндіріледі, мысалы 4A ... OM2 (төртінші асинхронды қозғалтқыштар сериясы), MAP (теңіз асинхронды полюсті ауысатын), MTF (фазалық ротормен) және т.б.
Осы 4А сериялы қозғалтқыштармен бір жылдамдық, серия MAP? екі және үш жылдамдықты MTF сериясы. жылдамдықтардың саны басқару тізбегі арқылы анықталады (5 жылдамдыққа дейін).
Қозғалтқыштың қатарлас қозғалтқышы қозғалтқышты қозғалтқышы арматура орамасымен параллель жалғанған тұрақты тоқ қозғалтқышы болып табылады (Cурет 1). Номиналды кернеу U n = const сипаттамаларын қабылдай отырып, арматура тізбегіне жеткізіледі.
Сур. 1 - Қозғалтқыштың параллель қозғалтқышы
Қозғалтқыштың желіден тұтынатын ток I = I a + I c сомасы бойынша анықталады, қозғау ток әдетте I c = (0,03 ... 0,04) I n. Қозғалтқыштың барлық сипаттамалары қоздыру схемаларында r v = const және анкерлердің тұрақты кедергісінде жойылады
Жылдамдық.
N = f (I a) тәуелділігі U n = const және I = const
Электр қозғалтқышы үшін ЭМӨ теңдеуінен
Экспозициядан көріп отырғандай, қозғалтқыштың айналу жылдамдығы екі факторға байланысты - жүктеме тогының және ағынның өзгеруі. Жүктеме тогы артып келе жатқанда, арматура тізбегіндегі кедергінің төмендеуі артады және қозғалтқыштың жылдамдығы төмендейді.
Арматура көлденең жауап қозғалтқышты демонируют, яғни, ток I ағымы ағымды азайтады және, демек, қозғалтқыш жылдамдығын арттырады. Осылайша, екі фактор да машинаның революциясына қатысты және жылдамдық сипаттамасының түрі олардың таза әсерімен анықталады.
Суретте. 2 қозғалтқыштың үш түрлі сипаттамаларын көрсетеді (қисықтар 1, 2, 3). 1-ші жылдамдықтың тәуелділігі I-αr, қисық 2 - екі фактор да шамамен теңдестірілген, қисық 3 - арматура реакциясының әрекетінің демагнетизация факторы басым.
Сур. 2 - Қозғалтқыштың қозғалтқышының қозғалтқыш сипаттамалары
Нақты қозғалтқыштардағы ағынның өзгеруінің шамалы болғандығына байланысты жылдамдықты түзету тікелей сызық болып табылады. Арматураның көлденең реакциясының әсерін өтеу үшін қатарлас параллель қозғаушы қондырғыларда, арматура реакциясының әсерін толығымен немесе ішінара өтейтін қосымша тұрақтандырушы өріс орамы орнатылды.
Тұрақты қозғалтқыштың жұмыс істеуін қамтамасыз ететін жылдамдықтың қалыпты формасы қисық түрінің сипаттамасы болып табылады.
Сипаттаманың көлбеуі арматураның реакциясын есепке алмай, арматура тізбегінің кедергісі шамасымен анықталады. Зәкір тізбегіндегі қосымша қарсылық қосылмағанда, сипаттамасы табиғи деп аталады. Параллель қозғау қозғалтқышының табиғи сипаты өте қатаң. Әдетте, мұндағы n ì айналымның айналу жылдамдығы. Егер қосымша қарсылық R rg арматура тізбегіне қосылса, сипаттамалардың беткі берілуі артады, олар «жұмсақ» болады және жасанды немесе реостатикалық деп аталады.
Moment сипаттамасы - M = f (I a) тәуелділігі, r = = const, U = U n және Σr = const. Қозғалтқыштың тұрақты күйінде
егер бізде M em = M 2 + M 0 = c m I a F болса, онда машинада F ағыны өзгермеген болса, онда сәтте сәттілік сипаты тікелей болады (сипаттамалық 4, 2-сурет). Іс жүзінде I ағынының азаюымен ағыны арматура реакциясының демагнетизаторлық әрекетіне байланысты азаяды, сондықтан сәттің сәттілігінің сипаты сәл төмен қисық (қисық 5). Пайдалы сәттің сипаттамасы электрмагниттік сәттің қисық сызығынан бос тұру сәтіне (қисық 6) сәйкес келеді.
Типтік тиімділік η = f (I a) U = U n, r = const, Σr = const кезінде алынып, электр қозғалтқыштары үшін типтік нысаны бар (2-суреттегі 7). Тиімділігі жылдамдықпен жоғарылайды және босатудан бастап 0,25 P n дейін көтеріледі, P = (0,5 ... 0,75) P n ең жоғарғы мәніне жетеді, содан кейін P = P n дейін өзгермейді. Әдетте төмен қуатты қозғалтқыштарда η = 0,75 ... 0,85, орта және жоғары қуатты қозғалтқыштарда η = 0,85 ... 0,94.
Механикалық сипаттамасы N = f (M) тәуелділігін көрсетеді U = U n, I = const және Σr = const. Механикалық сипаттамаларға арналған аналитикалық өрнек электр қозғалтқышының электр қозғалтқыш күші теңдеуінен алынады
Мен ағымдағы I және M = C e I F өрнектерін анықтау және жоғарыдағы өрнекте осы мәнді алмастыру
Егер арматураның реакциясын елемейтін болсақ және оның ағыны өзгермейтінін болжасақ, параллельді қоздыру электр қозғалтқышының механикалық сипаттамалары тізбеге енгізілген арматураның R pg қарсылылығына байланысты тік сызықтар ретінде ұсынылуы мүмкін (3-сурет). R pr = 0 кезде, сипаттамасы табиғи деп аталады.
Сур. 3 - параллель қозғау қозғалтқышының механикалық сипаттамалары
Қозғалыс схемасы тоқтаған кезде, I = 0 қозғалтқышының жылдамдығы n → ∞, яғни қозғалтқыш «жарыс» болып табылады, сондықтан желіден дереу ажыратылуы керек.
