Режими на работа на електрическите задвижвания в координатите на скоростта и въртящия момент

По -голямата част от генерираната електрическа енергия се превръща в механична енергия с помощта на електрическо задвижване, за да се гарантира работата на различни машини и механизми.

Една от важните задачи електрическо задвижване е определяне на необходимия закон за промяна в момента М на двигателя при известно натоварване и необходимия характер на движението, зададен от закона за промяна на ускорението или скоростта. Тази задача се свежда до синтеза на система за електрическо задвижване, която осигурява зададен закон на движение.

В общия случай знаците на моментите M (въртящ момент на двигателя) и г -жа (момент на сили на съпротива)може да е различно.

Например, със същите знаци M и Mc, задвижването работи в двигателен режим с увеличаване на скоростта w (ъглово ускорение e> 0). В този случай въртенето на задвижването става по посока на прилагане на въртящия момент М на двигателя, който може да действа във всяка от двете възможни посоки (по часовниковата стрелка или обратно на часовниковата стрелка).

Една от тези посоки, например по посока на часовниковата стрелка, се приема като положителна и когато задвижването се върти в тази посока, моментът M и скоростта w се считат за положителни. В координатната система на момента и скоростта (M, w) такъв режим на работа ще бъде разположен в I квадрант.

Региони на режими на работа на електрическото задвижване в координатите на скоростта w и момента M

Ако при неподвижно задвижване посоката на действие на въртящия момент M се промени, тогава знакът му ще стане отрицателен, а стойността e (ъглово ускорение на задвижването)<0. В този случай абсолютната стойност на скоростта w се увеличава, но знакът му е отрицателен, тоест задвижването се ускорява в моторен режим, когато се върти обратно на часовниковата стрелка. Този режим ще се намира в III квадрант.

Посоката на статичния момент Мс (или неговия знак) зависи от вида на силите на съпротивление, действащи върху работното тяло и посоката на въртене.

Статичният момент се създава от силите на полезна и вредна съпротива. Силите на съпротива, които машината е предназначена да преодолее, са полезни. Техният размер и характер зависят от вида на производствения процес и дизайна на машината.

Вредните сили на съпротива се причиняват от различни видове загуби, възникващи в механизмите по време на движение, и когато ги преодолява, машината не извършва никаква полезна работа.

Основната причина за тези загуби са силите на триене в лагерите, зъбните колела и т.н., които винаги възпрепятстват движението във всяка посока. Следователно, когато знакът на скоростта w се промени, знакът на статичния момент Mc, поради посочените сили на съпротивление, се променя.

Такива статични моменти се наричат реактивни или пасивни, защото Онито винаги възпрепятстват движението, но под тяхно влияние, когато двигателят е изключен, движение не може да се случи.

Статичните моменти, създадени от силите на полезно съпротивление, също могат да бъдат реактивни, ако работата на машината е свързана с преодоляване на силите на триене, рязане или опъване, компресия и усукване на нееластични тела.

Ако обаче производственият процес, извършен от машината, е свързан с промяна в потенциалната енергия на елементите на системата (повдигане на товар, еластични деформации на усукване, компресия и т.н.), тогава статичните моменти, създадени от полезни сили на съпротивление са наречени потенциални или активни.

Тяхната посока на действие остава постоянна и знакът за статичния момент Mc не се променя, когато се променя знакът за скоростта o. В този случай, с увеличаване на потенциалната енергия на системата, статичният момент предотвратява движението (например при повдигане на товар), а когато намалява, насърчава движението (спускане на товар) дори когато двигателят е изключен.

Ако електромагнитният момент M и скоростта o са насочени противоположно, тогава електрическата машина работи в режим на спиране, което съответства на II и IV квадрант. В зависимост от съотношението на абсолютните стойности на M и Mc, скоростта на въртене на задвижването може да се увеличи, намали или да остане постоянна.

Целта на електрическа машина, използвана като задвижващ двигател, е да доставя на работната машина механична енергия за извършване на работа или за спиране на работната машина (например, Избор на електрическо задвижване на конвейери).

В първия случай електрическата енергия, подавана към електрическата машина, се преобразува в механична енергия, а на вала на машината се генерира въртящ момент, който осигурява въртенето на задвижването и извършването на полезна работа от производствената единица.

Този режим на работа на електрическото задвижване се нарича мотор… Въртящият момент и скоростта на двигателя съвпадат по посока, а мощността на вала на двигателя P = Mw > 0.

Характеристиките на двигателя в този режим на работа могат да бъдат в I или III квадрант, където знаците на скоростта и въртящия момент са еднакви и следователно P> 0. Изборът на знака на скоростта с известна посока на въртенето на двигателя (надясно или наляво) може да бъде произволно.

Обикновено положителната посока на скоростта се приема за посоката на въртене на задвижването, в която механизмът изпълнява основната работа (например повдигане на товар с повдигаща машина). Тогава работата на електрическото задвижване в обратна посока се случва с отрицателен знак на скоростта.

За да забавите или спрете машината, двигателят може да бъде изключен от електрическата мрежа. В този случай намалява скоростта под действието на силите на съпротива срещу движението.

Този режим на работа се нарича свободен ход… В този случай при всяка скорост въртящият момент на задвижването е нула, тоест механичната характеристика на двигателя съвпада с оста на ординатите.

За по -бързо намаляване или спиране на скоростта, отколкото при свободно излитане, както и за поддържане на постоянна скорост на механизма с въртящ момент на натоварване, действащ по посока на въртене, посоката на момента на електрическата машина трябва да е противоположна на посоката на скорост.

Този режим на работа на устройството се нарича инхибиторен, докато електрическата машина работи в режим генератор.

Задвижваща мощност P = Mw <0, а механичната енергия от работната машина се подава към вала на електрическата машина и се преобразува в електрическа енергия. Механичните характеристики в режим генератор се намират във II и IV квадрант.

Поведението на електрическото задвижване, както следва от уравнението за движение, с дадените параметри на механичните елементи се определя от стойностите на моментите на двигателя и натоварването върху вала на работния орган.

Тъй като най -често се анализира законът за промяна на скоростта на електрическо задвижване по време на работа, е удобно да се използва графичен метод за електрически задвижвания, при който въртящият момент на двигателя и въртящият момент на натоварването зависят от скоростта.

За тази цел обикновено се използва механичната характеристика на двигателя, която представлява зависимостта на ъгловата скорост на двигателя от въртящия му момент w = f (M), и механичната характеристика на механизма, която установява зависимостта на двигателя скорост на намаления статичен момент, създаден от натоварването на работния елемент w = f (Mc) …

Посочените зависимости за стационарна работа на електрическото задвижване се наричат ​​статични механични характеристики.

Статични механични характеристики на електродвигатели