Driftsmoduser for elektriske stasjoner i hastighet og dreiemomentkoordinater

Mesteparten av den genererte elektriske energien omdannes til mekanisk energi ved hjelp av en elektrisk drivenhet for å sikre driften av ulike maskiner og mekanismer.

En av de viktige oppgavene elektrisk kjøring er bestemmelse av den nødvendige endringsloven i motorens øyeblikk M under en viss belastning og den nødvendige karakteren av bevegelsen gitt av loven om endring av akselerasjon eller hastighet. Denne oppgaven koker ned til syntesen av et elektrisk drivsystem som gir en fast bevegelseslov.

I det generelle tilfellet kan tegnene til momentene M (motormoment) og Ms (moment av motstandskrefter) være forskjellige.

For eksempel, med de samme tegnene M og Mc, fungerer drivenheten i motormodus med økende hastighet w (vinkelakselerasjon e> 0).I dette tilfellet skjer rotasjonen av drevet i retningen for påføring av dreiemomentet M til motoren, som kan virke i en av to mulige retninger (med eller mot klokken).

En av disse retningene, for eksempel med klokken, tas som positiv, og når drivverket roterer i den retningen, anses momentet M og hastigheten w som positive. I moment- og hastighetskoordinatsystemet (M, w) vil en slik driftsmodus være lokalisert i I-kvadranten.

Områder for driftsmoduser for den elektriske stasjonen i koordinatene til hastigheten w og øyeblikket M

Hvis, med en stasjonær drift, virkeretningen til dreiemomentet M endres, vil fortegnet bli negativt, og verdien e (vinkelakselerasjon av drivverket) <0. I dette tilfellet øker den absolutte verdien av hastigheten w, men tegnet er negativt, det vil si at stasjonen akselererer i motormodus når den roterer mot klokken. Dette regimet vil ligge i III-kvadranten.

Retningen til det statiske momentet Mc (eller dets tegn) avhenger av typen motstandskrefter som virker på arbeidslegemet og rotasjonsretningen.

Statisk moment skapes av gunstige og skadelige motstandskrefter. Motstandskreftene som maskinen er designet for å overvinne er nyttige. Deres størrelse og natur avhenger av typen produksjonsprosess og maskinens design.

Skadelige motstandskrefter er forårsaket av ulike typer tap som oppstår i mekanismer under bevegelse, og når den overvinnes, gjør maskinen ikke noe nyttig arbeid.

Hovedårsaken til disse tapene er friksjonskreftene i lagrene, girene osv., som alltid hindrer bevegelse i alle retninger. Derfor, når tegnet på hastigheten w endres, endres tegnet for det statiske momentet Mc, på grunn av de indikerte motstandskreftene.

Slike statiske øyeblikk kalles reaktiv eller passiv, fordi Onito alltid hindrer bevegelse, men under deres påvirkning, når motoren er slått av, kan bevegelse ikke forekomme.

Statiske momenter skapt av nyttige motstandskrefter kan også være reaktive hvis driften av maskinen innebærer å overvinne kreftene som friksjon, skjæring eller spenning, kompresjon og vridning av uelastiske legemer.

Imidlertid, hvis produksjonsprosessen som utføres av maskinen er forbundet med en endring i den potensielle energien til elementene i systemet (lastløfting, elastiske deformasjoner av torsjon, kompresjon, etc.), så de statiske momentene skapt av nyttige motstandskrefter er kalt potensielle eller aktive.

Virkningsretningen deres forblir konstant og tegnet for det statiske momentet Mc endres ikke når fortegnet for hastigheten o endres. I dette tilfellet, ettersom den potensielle energien til systemet øker, forhindrer det statiske momentet bevegelse (for eksempel når du løfter en last), og når det avtar, fremmer det bevegelse (senker en last) selv når motoren er slått av.

Hvis det elektromagnetiske momentet M og hastigheten o er rettet motsatt, fungerer den elektriske maskinen i stoppmodus, som tilsvarer II- og IV-kvadrantene. Avhengig av forholdet mellom de absolutte verdiene til M og Mc, kan rotasjonshastigheten til stasjonen øke, redusere eller forbli konstant.

Formålet med en elektrisk maskin som brukes som drivkraft er å forsyne arbeidsmaskinen med mekanisk energi for å utføre arbeid eller stoppe arbeidsmaskinen (f.eks. Valg av elektrisk drift for transportbånd).

I det første tilfellet blir den elektriske energien som tilføres den elektriske maskinen omdannet til mekanisk energi, og et dreiemoment genereres på maskinens aksel, som sikrer rotasjon av stasjonen og ytelsen til nyttig arbeid av produksjonsenheten.

Denne driftsmodusen til den elektriske stasjonen kalles motor… Motormoment og hastighet samsvarer i retning, og motorakseleffekt P = Mw > 0.

Karakteristikkene til motoren i denne driftsmodusen kan være i I- eller III-kvadrant, hvor fortegnene på hastigheten og dreiemomentet er de samme og derfor P> 0. Valget av fortegnet for hastigheten med en kjent rotasjonsretning på motoren (høyre eller venstre) kan være vilkårlig.

Vanligvis tas den positive hastighetsretningen til å være rotasjonsretningen til drivverket der mekanismen utfører hovedarbeidet (for eksempel å løfte en last med en løftemaskin). Da skjer driften av den elektriske stasjonen i motsatt retning med et negativt fortegn på hastigheten.

For å bremse eller stoppe maskinen, kan motoren kobles fra strømnettet. I dette tilfellet synker hastigheten under påvirkning av motstandskreftene mot bevegelsen.

Denne driftsmodusen kalles fri bevegelse… I dette tilfellet, ved enhver hastighet, er dreiemomentet til stasjonen null, det vil si at den mekaniske egenskapen til motoren faller sammen med ordinataksen.

For å redusere eller stoppe hastigheten raskere enn ved fri start, og for å opprettholde en konstant hastighet på mekanismen med et belastningsmoment som virker i rotasjonsretningen, må retningen til momentet til den elektriske maskinen være motsatt av retningen til hastighet.

Denne driftsmodusen til enheten kalles hemmende, mens den elektriske maskinen kjører i generatormodus.

Drivkraft P = Mw <0, og den mekaniske energien fra arbeidsmaskinen føres til akselen til den elektriske maskinen og omdannes til elektrisk energi. Mekaniske egenskaper i generatormodus finnes i kvadrant II og IV.

Oppførselen til den elektriske stasjonen, som følger av bevegelsesligningen, med de gitte parameterne til de mekaniske elementene, bestemmes av verdiene til motormomentene og belastningen på akselen til arbeidskroppen.

Siden hastighetsendringsloven til en elektrisk stasjon under drift oftest analyseres, er det praktisk å bruke en grafisk metode for elektriske stasjoner der motormomentet og lastmomentet avhenger av hastigheten.

For dette formål brukes vanligvis den mekaniske karakteristikken til motoren, som representerer avhengigheten av motorens vinkelhastighet på dens dreiemoment w = f (M), og den mekaniske karakteristikken til mekanismen, som etablerer avhengigheten til motoren hastighet på det reduserte statiske momentet som skapes av belastningen til arbeidselementet w = f (Mc) …

De spesifiserte avhengighetene for stabil drift av den elektriske stasjonen kalles statiske mekaniske egenskaper.

Statiske mekaniske egenskaper for elektriske motorer