Elektrinių pavarų veikimo režimai greičio ir sukimo momento koordinatėmis

Didžioji dalis pagamintos elektros energijos paverčiama mechanine energija naudojant elektrinę pavarą, užtikrinančią įvairių mašinų ir mechanizmų veikimą.

Viena iš svarbiausių elektrinės pavaros užduočių yra būtino variklio momento M kitimo dėsnio, veikiant tam tikrai apkrovai, nustatymas ir būtino judėjimo pobūdžio, pateikto pagreičio arba greičio kitimo dėsnio. Ši užduotis susiveda į elektrinės pavaros sistemos, kuri suteikia nustatytą judėjimo dėsnį, sintezę.

Bendru atveju momentų M (variklio sukimo momentas) ir Ms (pasipriešinimo jėgų momentas) ženklai gali skirtis.

Pavyzdžiui, su tais pačiais ženklais M ir Mc, pavara veikia variklio režimu, kai greitis w didėja (kampinis pagreitis e> 0).Šiuo atveju pavara sukasi variklio sukimo momento M kryptimi, kuris gali veikti bet kuria iš dviejų galimų krypčių (pagal laikrodžio rodyklę arba prieš laikrodžio rodyklę).

Viena iš šių krypčių, pavyzdžiui, pagal laikrodžio rodyklę, laikoma teigiama, o kai pavara sukasi ta kryptimi, momentas M ir greitis w laikomi teigiamais. Momento ir greičio koordinačių sistemoje (M, w) toks veikimo būdas bus I kvadrante.

Elektrinės pavaros veikimo režimų sritys greičio w ir momento M koordinatėse

Jeigu stacionariai pavarai sukimo momento M veikimo kryptis pasikeis, tai jo ženklas taps neigiamas, o reikšmė e (pavaros kampinis pagreitis)<0. Šiuo atveju absoliuti greičio w reikšmė didėja, tačiau jos ženklas yra neigiamas, tai yra, pavara įsibėgėja variklio režimu, kai sukasi prieš laikrodžio rodyklę. Šis režimas bus III kvadrante.

Statinio momento Mc (arba jo ženklo) kryptis priklauso nuo darbinį kūną veikiančių pasipriešinimo jėgų tipo ir sukimosi krypties.

Statinį momentą sukuria naudingos ir žalingos pasipriešinimo jėgos. Pasipriešinimo jėgos, kurias mašina sukurta įveikti, yra naudingos. Jų dydis ir pobūdis priklauso nuo gamybos proceso tipo ir mašinos konstrukcijos.

Kenksmingas pasipriešinimo jėgas sukelia įvairaus pobūdžio nuostoliai, atsirandantys mechanizmuose judėjimo metu, o juos įveikus mašina neatlieka naudingo darbo.

Pagrindinė šių nuostolių priežastis yra trinties jėgos guoliuose, krumpliaračiuose ir pan., kurios visada trukdo judėti bet kuria kryptimi. Todėl pasikeitus greičio w ženklui, dėl nurodytų pasipriešinimo jėgų pasikeičia statinio momento Mc ženklas.

Tokie statiniai momentai vadinami reaktyvus arba pasyvus, nes Onito visada trukdo judėti, tačiau jų įtakoje, išjungus variklį, judėjimas negali atsirasti.

Statiniai momentai, kuriuos sukuria naudingos pasipriešinimo jėgos, taip pat gali būti reaktyvūs, jei mašinos veikimas apima neelastinių kūnų trinties, pjovimo ar tempimo, suspaudimo ir sukimo jėgų įveikimą.

Tačiau jei mašinos atliekamas gamybos procesas yra susijęs su sistemos elementų potencinės energijos pasikeitimu (apkrovos kėlimu, tampriosiomis sukimo deformacijomis, gniuždymu ir kt.), tuomet naudingų pasipriešinimo jėgų sukuriami statiniai momentai. yra vadinami potencialus ar aktyvus.

Jų veikimo kryptis išlieka pastovi, o statinio momento Mc ženklas nesikeičia, kai keičiasi greičio o ženklas. Tokiu atveju, padidėjus sistemos potencinei energijai, statinis momentas neleidžia judėti (pavyzdžiui, keliant krovinį), o mažėjant – skatina judėjimą (krovinio nuleidimą) net ir išjungus variklį.

Jei elektromagnetinis momentas M ir greitis o nukreipti priešingai, tai elektros mašina dirba sustabdymo režimu, kuris atitinka II ir IV kvadrantus. Priklausomai nuo M ir Mc absoliučių verčių santykio, pavaros sukimosi greitis gali padidėti, mažėti arba išlikti pastovus.

Elektrinės mašinos, naudojamos kaip variklis, paskirtis yra aprūpinti darbo mašiną mechanine energija darbui atlikti arba sustabdyti darbo mašiną (pvz. Konvejerių elektrinės pavaros pasirinkimas).

Pirmuoju atveju į elektros mašiną tiekiama elektros energija paverčiama mechanine energija, o ant mašinos veleno susidaro sukimo momentas, užtikrinantis pavaros sukimąsi ir naudingo darbo atlikimą gamybiniame padalinyje.

Toks elektrinės pavaros veikimo būdas vadinamas variklis… Variklio sukimo momentas ir greitis atitinka kryptį, o variklio veleno galia P = Mw > 0.

Variklio charakteristikos šiuo darbo režimu gali būti I arba III kvadrante, kur greičio ir sukimo momento ženklai yra vienodi, todėl P> 0. Greičio su žinoma sukimosi kryptimi ženklo pasirinkimas variklis (dešinysis arba kairysis) gali būti savavališkas.

Paprastai teigiama greičio kryptimi imama pavaros sukimosi kryptis, kuria mechanizmas atlieka pagrindinį darbą (pavyzdžiui, pakelia krovinį kėlimo mašina). Tada elektrinė pavara veikia priešinga kryptimi su neigiamu greičio ženklu.

Norint sulėtinti arba sustabdyti mašiną, variklį galima atjungti nuo elektros tinklo. Tokiu atveju greitis mažėja veikiant pasipriešinimo judėjimui jėgoms.

Šis veikimo būdas vadinamas laisvas judėjimas… Šiuo atveju, esant bet kokiam greičiui, pavaros sukimo momentas yra lygus nuliui, tai yra, variklio mechaninė charakteristika sutampa su ordinačių ašimi.

Norint sumažinti arba sustabdyti greitį greičiau nei laisvo kilimo metu ir išlaikyti pastovų mechanizmo greitį su sukimosi kryptimi veikiančiu apkrovos momentu, elektros mašinos momento kryptis turi būti priešinga greitis .

Šis įrenginio veikimo režimas vadinamas slopinantis, kai elektros mašina veikia generatoriaus režimu.

Varomoji galia P = Mw <0, o mechaninė energija iš darbinės mašinos tiekiama į elektros mašinos veleną ir paverčiama elektros energija. Mechaninės charakteristikos generatoriaus režime yra II ir IV kvadrantuose.

Elektrinės pavaros elgseną, kaip matyti iš judesio lygties, su nurodytais mechaninių elementų parametrais lemia variklio momentų reikšmės ir darbinio korpuso veleno apkrova.

Kadangi dažniausiai analizuojamas elektrinės pavaros greičio kitimo dėsnis eksploatacijos metu, elektrinėms pavaroms patogu naudoti grafinį metodą, kuriame variklio sukimo momentas ir apkrovos momentas priklauso nuo sukimosi dažnio.

Šiuo tikslu dažniausiai naudojama mechaninė variklio charakteristika, kuri parodo variklio kampinio greičio priklausomybę nuo sukimo momento w = f (M), ir mechaninė mechanizmo charakteristika, kuri nustato variklio priklausomybę. greitis dėl sumažinto statinio momento, kurį sukuria darbo elemento apkrova w = f (Mc) …

Nurodytos elektros pavaros pastovaus veikimo priklausomybės vadinamos statinėmis mechaninėmis charakteristikomis.

Elektros variklių statinės mechaninės charakteristikos