Ako svi elementi mehaničkog sistema u svim kretanjima imaju jednaku ili proporcionalnu brzinu (rotacijsku ili linearnu), tada je takva mehanički sistem može se smatrati krutim, što se može svesti na krutu mehaničku vezu s ukupnim smanjenim momentom inercije pojedinačna masa sistema na tijelu okretanja, na primjer, na rotoru elektromotora, djeluju sljedeći momenti:

• ? M - elektromagnetski moment koji stvara elektromotor;
• ? Gospođa - moment otpora kretanju je aktivan, primijenjen na RO mašine. Ovaj trenutak stvara gravitacija (na primjer, u električnim pogonima vitla za podizanje, dizala itd.), silama vjetra (na primjer, električni pogon za okretanje toranjskih dizalica), pritiskom komprimirani zrak(električni pogon kompresora) itd. Momenti aktivnog otpora kretanju mogu i spriječiti kretanje i stvoriti kretanje;
• ? Gospođa- reaktivni momenti otpora kretanju, primijenjeni na RO mašine. Ovi momenti nastaju kao reakcija na kretanje RO i uvek ometaju kretanje (npr. moment od sila rezanja u pogonima glavnog kretanja mašina za rezanje metala, momenat od aerodinamičkih sila u električnim pogonima ventilatori, itd.), na co = O M g _ = 0. Reaktivni momenti uključuju

c.r moment zbog sila trenja u ležajevima i drugim elementima kinematičkog lanca radna mašina. Moment trenja uvijek sprječava kretanje, njegova razlika od reaktivnog momenta otpora je u tome M tr je takođe prisutan pri nultoj brzini. Nadalje, M u mirovanju obično značajno premašuje moment trenja tokom kretanja.

Potpuni trenutak povlačenja sa (takođe zvanim statički trenutak) jednak je zbroju aktivnog i reaktivnog momenta otpora:

Predznak svih momenata određuje predznak brzine rotacije: ako trenutak doprinosi kretanju, pozitivan je, ako ga sprečava, negativan. Predznak p je uvijek negativan, predznak ca može biti negativan ako aktivni moment sprječava kretanje (na primjer, podizanje tereta) ili pozitivan ako moment doprinosi kretanju (na primjer, spuštanje tereta). Algebarski zbir svih momenata određuje rezultujući moment otpora M, nanesena na osovinu motora.

Razmotrimo kretanje elektromotora, na čiju se osovinu primjenjuje: elektromagnetski moment koji razvija elektromotor M, i moment otpora kretanju c. Prema drugom Newtonovom zakonu (2.3):

gdje je M dyn - dinamički moment; je ukupan moment inercije.

Jednačina (2.5) se zove jednadžba kretanja električnog pogona. Imajte na umu da se u ovoj jednadžbi svi momenti primjenjuju na osovinu motora, a moment inercije odražava inerciju svih masa povezanih s osovinom motora i vršeći mehaničko kretanje s njim.

Za translacijsko gibanje, jednadžba kretanja električnog pogona u skladu s tim ima oblik:

gdje F- sila koju razvija motor; F- sila otpora kretanju na šipki ovog motora; T- mase pokretnih elemenata povezanih sa šipkom motora; v je linearna brzina šipke motora.

Momenat M, koju razvija motor zavisi od njegove brzine. Odnos između momenta koji razvija motor i brzine = (co) određuje mehaničke karakteristike električnog pogona (elektromotora).

Glavni parametar koji određuje vrstu mehaničke karakteristike je rigidnost(Sl. 2.4)

gdje je D prirast momenta; Dso - prirast brzine.

Krutost P karakterizira sposobnost motora da percipira primjenu opterećenja - moment c na njegovu osovinu. Budući da brzina obično opada s povećanjem momenta opterećenja, krutost P je negativna vrijednost. Ako se, kada se primijeni opterećenje D, brzina Dco malo smanji, tada se uzima u obzir mehanička karakteristika tvrd. Ako se za istu vrijednost primijenjenog momenta otpora brzina značajno promijeni, tada se ova karakteristika naziva soft.

Krutost R mehaničkih karakteristika električnog pogona (motora) je važna vrijednost koja karakterizira statičku i dinamičke karakteristike električni pogon. Ako je mehanička karakteristika ravna - 1 na sl. 2.4, tada je njegova krutost konstantna, jednaka tangenti nagiba karakteristike na y-osu. Ako je mehanička karakteristika krivolinijska - 2 na sl. 2.4, tada je krutost u svakoj tački karakteristike promjenjiva i određena je tangentom nagiba tangente na datu tačku karakteristike.

Rice. 2.4.

1 - pravolinijski; 2 - krivolinijski

Rice. 2.5.

Na sl. 2.5 prikazuje prirodne mehaničke karakteristike glavnih tipova elektromotora: 1 - motor jednosmerna struja nezavisna pobuda, mehanička karakteristika je ravna, ima konstantnu visoku krutost; 2 - DC motor serijske pobude, karakteristika je krivolinijska, njegova krutost je mala pri malim opterećenjima i raste sa povećanjem obrtnog momenta; 3 - asinhroni motor, mehanička karakteristika ima dva dela - radni sa visokom konstantnom negativnom krutošću i krivolinijski sa promenljivom pozitivnom krutošću; 4 - sinhroni motor ima apsolutno krutu mehaničku karakteristiku, u kojoj brzina ne ovisi o opterećenju.

Prikazano na sl. 2.5 nazivaju se mehaničke karakteristike motora prirodno, jer se poklapaju standardna šema startovanje motora, nazivni napon i frekvencija snage i odsustvo dodatnih otpora u krugovima namotaja motora.

vještački(ili podešavanje) mehaničke karakteristike se dobijaju kada se promijene parametri napona napajanja radi pokretanja motora ili regulacije njegove brzine, ili se dodaju dodatni elementi u krug namotaja motora.

Rice. 2.B. Zavisnost momenata otpora kretanju od brzine za neke radne mašine

Moment otpora kretanju c, stvoren na RO mašine, takođe može zavisiti od brzine. Ova zavisnost je mehanička karakteristika radne mašine (mhantma) c = (co) - pojedinačno za različite vrste tehnoloških mašina. Na sl. 2.6 prikazuje tipične karakteristike za glavne tipove radnih mašina: 1 - mašine sa alatom za rezanje, ako je debljina sloja koji se uklanja reznim alatom konstantna, tada moment otpora ne zavisi od brzine; 2 - mašine kod kojih je moment otpora određen uglavnom silama trenja (na primjer, transporteri), moment otpora je konstantan, ali pri pokretanju statičke sile trenja mogu premašiti sile trenja tokom kretanja; 3 - mehanizmi za podizanje, statički moment je aktivan i ne zavisi od brzine, karakteristika ove karakteristike je da trenutak podizanja tereta neznatno prelazi moment otpora pri spuštanju tereta, što je zbog mehaničkih gubitaka u zupčanicima ; 4 - turbomehanizmi (centrifugalni i aksijalni ventilatori i pumpe), moment otpora ovih mašina značajno zavisi od brzine, za ventilatore je proporcionalan kvadratu brzine M c \u003d co); 5 - namotači i druge mašine za koje je tehnološki potrebno raditi sa konstantnom snagom.

Treba napomenuti da momenti na osovini radne mašine, određeni njenim mehaničkim karakteristikama, ne uzimaju u obzir dinamičku komponentu momenta koji nastaje pri promeni brzine.

Kada je moment koji razvija motor jednak momentu otpora kretanju, onda iz (2.5) slijedi da je M = M s, M tsh = I

one. kruti mehanički sistem će raditi konstantnom brzinom. Ovaj način rada je uspostavljena. Moment otpora kretanju naziva se statički moment, budući da karakteriše stabilan rad električnog pogona.

Rice. 2.7.

Grafički, stanje stabilnog rada (2.8) određeno je točkom preseka mehaničke karakteristike motora o) = () sa mehaničkom karakteristikom mehanizma

c \u003d (co) (slika 2.7). Ispunjenje ovog uslova je obavezno za stabilno stanje, ali je potrebno provjeriti stabilnost ovog režima.

Uzmite u obzir mehaničke karakteristike indukcioni motor(Vidi sliku 2.7). Moment otpora kretanju - statički moment Gospođa ne ovisi o brzini - krutost ove karakteristike (3 s \u003d. Karakteristike motora i statički moment sijeku se u dvije tačke ALI I V. Ako, kada se radi u tački ALI brzina se povećava iz bilo kojeg razloga, ona će postati manja c, dyn A. Ako se brzina smanji dok se radi u tački A, tada će obrtni moment motora postati veći od c i brzina će se vratiti na tačku ALI. Rad u stabilnom stanju u tački ALIće biti održiv.

Prilikom rada na tački IN slika je obrnuta. Ako se brzina promijeni u smjeru povećanja, tada će obrtni moment motora biti veći od c, a ubrzanje će se nastaviti. Ako brzina odstupi na smanjenje, tada će obrtni moment motora postati manji od c, a motor će se zaustaviti. Stabilno stanje u tački IN nestabilno. Uslov stabilnosti stacionarnog stanja može se formulisati kao p A ovaj uslov je zadovoljen, u tački IN se ne izvodi.

Termički načini rada električnog pogona. Proračun i izbor snage elektromotora za kratkotrajni rad.

Proračun dijagrama opterećenja i tahograma.

Metode za provjeru kapaciteta motora za grijanje i preopterećenje, preračunavanje snage motora na standardnu ​​pv.

Proračun i izbor snage motora za kontinuirani rad

Trajanje uključenja (pv). Preračunavanje snage motora na standardnu ​​pv. Provjera kapaciteta grijanja i preopterećenja motora.

Mehaničke karakteristike DC motora serijske pobude.

Metode kočenja jednosmjernih motora serijske pobude.

Načini upravljanja brzinom DC motora nezavisne pobude.

Načini upravljanja brzinom DC motora nezavisne pobude.

Glavni pokazatelji regulacije brzine elektromotora. Načini upravljanja brzinom DC motora serijske pobude.

Proračun kočnih otpora DC motora nezavisne pobude (rdt, rp).

Proračun startnog otpora u pogonima sa DC motorima serijske pobude.

Proračun startnog otpora u pogonima sa DC motorima nezavisne pobude.

Regulacija brzine istosmjernih motora nezavisne pobude kada je namotaj armature ranžiran i uključen serijski otpor.

Kaskadno prebacivanje pakla. Kontrola brzine asinhronih motora u avk sistemu.

Proračun koraka opozicije za asinhroni motor.

Kočenje asinhronog motora kontra-uključenjem.

Kontrola brzine asinhronih motora.

Proračun startnog otpora asinhronih motora.

Regulacija brzine elektromotora u sistemu gd. Mehaničke karakteristike sistema Mr. Kontrolni rasponi.

Dinamičko kočenje elektromotora istosmjerne i naizmjenične struje. Proračun mehaničkih karakteristika.

Kontrola brzine ranžiranjem namotaja armature.

Proračun i izbor glavne električne opreme pogona ventila.

Mehaničke karakteristike elektromotornog pogona ventila.

Glavne karakteristike elektromotornog pogona ventila. Proračun prolaznih (podešavajućih) karakteristika tiristorskih pretvarača.

Ispravljački i inverterski način rada tiristorskog istosmjernog električnog pogona.

Regulacija ispravljenog napona u tp-d sistemu.

Regulacija brzine motora u tp-d sistemu. Proračun mehaničkih karakteristika.

Regulacija ispravljenog napona u tp-d sistemu.

Energetske karakteristike tp-d sistema

tpch-ad sistemi

Kontrola brzine u tpch-ad sistemu

Kontrola brzine u tpch-sd sistemu.

Tranzijenti tokom pokretanja motora

Mehaničke karakteristike sinhronih motora. Pokretanje i kočenje sinhronih motora.

Karakteristike pokretanja sinhronih motora. Različite sheme pokretanja za sinhrone motore.

Književnost

1. Osnovna jednadžba kretanja elektromotornog pogona.

Za elektromehanički sistem, uslov ravnoteže snage mora biti zadovoljen u bilo kom trenutku:

gdje
- snagu koju motor daje osovini;

- snaga statičkih otpornih sila;

- dinamička snaga, ide na promjenu kinetičke energije
u procesima u kojima se mijenja brzina motora.

Zauzvrat, jednadžba za kinetičku energiju će biti napisana:

Ili za dinamičku snagu:

Ako I mijenjaju se tokom vremena, dobijamo:

Izjednačavajući vrijednosti snage, dobijamo:

Ova zavisnost je jednačina kretanja električnog pogona. Za većinu mehanizama
. Tada će jednačina poprimiti oblik:

Analizirajmo ovu jednačinu:

Osnovna jednadžba kretanja elektromotora je osnova svih inženjerskih proračuna. Na osnovu toga se, na primjer, izračunava dijagram motora, odabire motor, izračunavaju se početni momenti i struje, a procjenjuje se dinamika elektromotornog pogona.

1. Osnovni pojmovi o stabilnosti električnog pogona.

Stabilnost elektromotornog pogona utvrđuje se poređenjem mehaničkih karakteristika motora i mehaničkih karakteristika aktuatora (
I
). Uzmimo AD kao primjer.

Uzmite u obzir tri mehaničke karakteristike aktuatora:

U ovom načinu rada, motor savladava moment opterećenja i moment mehaničkog gubitka. Način rada je stabilan.

U ovom režimu imamo dve tačke preseka (2 i 3). Stalna je brzina . Zato što se malo odstupanje brzine kompenzira promjenom momenta suprotnog predznaka (wM ili wM).

Za tačku 3 wM.

1. Određivanje vremena pokretanja i usporavanja pogona

Vrijeme starta može se odrediti na osnovu osnovne jednadžbe kretanja elektromotora:

.

Izdvojimo vremensku komponentu iz ove jednadžbe:

;

Integracijom ovog izraza dobijamo:

.

Ova jednadžba određuje vrijeme porasta brzine od 0 do konačnog (stabilno stanje).

Vrijeme usporavanja može se izračunati korištenjem sljedeće formule:

1. Termički načini rada električnog pogona. Karakteristike proračuna i izbora snage elektromotora u različitim termičkim uslovima.

Način rada električne mašine je utvrđeni redoslijed izmjenjivanja perioda karakteriziranih veličinom i trajanjem opterećenja, gašenja, kočenja, pokretanja i kretanja unatrag tokom njenog rada.

1. Kontinuirani način radaS1 – pri konstantnom nazivnom opterećenju
rad motora traje toliko dugo da temperatura pregrijavanja svih njegovih dijelova ima vremena da dostigne stabilne vrijednosti
. Postoji dugi mod konstantno opterećenje(slika 1) i sa mijenjanje opterećenja(Slika 2).

2. Trenutačni način radaS2 – kada se periodi konstantnog nazivnog opterećenja smjenjuju s periodima gašenja motora (slika 3). U ovom slučaju, periodi rada motora toliko kratko da temperatura grijanja svih dijelova motora ne dostiže stabilne vrijednosti, a periodi gašenja motora su toliko dugi da svi dijelovi motora imaju vremena da se ohlade na temperaturu okoline. Standard postavlja trajanje perioda opterećenja od 10, 30, 60 i 90 minuta. Simbol kratkoročnog načina rada označava trajanje perioda opterećenja, na primjer S2 - 30 min.

3. Povremeni rad S3 - kada su kratki periodi rada motora naizmjenično s periodima gašenja motora , a za period rada porast temperature nema vremena da dostigne stabilne vrednosti, a tokom pauze delovi motora nemaju vremena da se ohlade na temperaturu okoline. Ukupno vreme rada u intermitentnom režimu je podeljeno na periodično ponavljajuće cikluse trajanja
.

U režimu rada s prekidima, kriva grijanja motora ima oblik pilaste krivulje (slika 4). Kada motor dostigne stabilnu vrijednost temperature pregrijavanja koja odgovara radu s prekidima
, temperatura pregrijavanja motora nastavlja da varira od
prije
. Gde
manje od stabilne temperature pregrijavanja do koje bi došlo da je motor radio duže vrijeme (
<
).

Intermitentni način rada karakterizira relativna dužinaživot inkluzije:
. Trenutni standard predviđa nominalne povremene radne cikluse sa radnim ciklusima od 15, 25, 40 i 60% (za kontinuirane radne cikluse = 100 %). U simbolu povremenog načina rada, vrijednost PV je naznačena, na primjer, S3-40%.

Prilikom odabira motora, u čijoj je putovnici snaga naznačena pri radnom ciklusu = 100%, preračunavanje treba izvršiti prema formuli:

.

Tri razmatrana nominalna moda smatraju se glavnim. Standard također nudi dodatne načine rada:

povremeni rad S4 sa čestim startovima, sa 30, 60, 120 ili 240 pokretanja na sat;

povremeni rad S5 s čestim startovima i električnim kočenjem na kraju svakog ciklusa;

režim kretanja S6 sa čestim hodom unazad i električnim kočenjem;

pokretni režim S7 sa čestim startovanjima, unazad i električnim kočenjem;

pokretni način S8 sa dvije ili više različitih brzina;

Slika 1 Slika 2

Slika 3 Slika 4

"

Mehanički dio električnog pogona je sistem čvrstih tijela čije je kretanje određeno mehaničkim vezama između tijela. Ako su dati omjeri brzina pojedinih elemenata, onda jednadžba kretanja elektromotora ima diferencijalni oblik. Najopštiji oblik pisanja jednadžbi kretanja su jednačine kretanja u generaliziranim koordinatama (Lagrangeove jednačine):

W k je rezerva kinetičke energije sistema, izražena u terminima generalizovanih koordinata qi i generalizovane brzine;

Q i je generalizovana sila određena zbirom radova δ A i svih sila koje djeluju na mogući pomak.

Lagranževa jednačina se može predstaviti u drugom obliku:

(2.20)

Evo L je Lagrangeova funkcija, koja je razlika između kinetičke i potencijalne energije sistema:

L= W k – W n.

Broj jednačina jednak je broju stepeni slobode sistema i određen je brojem varijabli – generalizovanih koordinata koje određuju položaj sistema.

Napišimo Lagrangeove jednačine za elastični sistem (slika 2.9).

Rice. 2.9. Proračunska shema dvomasnog mehaničkog dijela.

Lagrangeova funkcija u ovom slučaju ima oblik

Za određivanje generalizirane sile potrebno je izračunati elementarni rad svih momenata svedenih na prvu masu na mogućem pomaku:

Stoga, pošto generalizovana sila je određena zbirom elementarnih radova δ A 1 na području δφ 1 , zatim da odredimo vrijednost dobijamo:

Slično, za definiciju imamo:

Zamjenom izraza za Lagrangeovu funkciju u (2.20) dobijamo:

Označavanje , dobijamo:

(2.21)

Prihvatimo mehaničku vezu između prve i druge mase kao apsolutno krutu, tj. (Sl. 2.10).

Rice. 2.10. Dvomaseni kruti mehanički sistem.

Tada će druga jednačina sistema poprimiti oblik:

Zamijenivši ga u prvu jednačinu sistema, dobijamo:

(2.22)

Ova jednačina se ponekad naziva i osnovna jednačina kretanja električnog pogona. Uz to, možete koristiti poznati elektromagnetski moment motora M, momentu otpora i ukupnog momenta inercije, procijeniti prosječnu vrijednost ubrzanja elektromotornog pogona, izračunati vrijeme potrebno da motor dostigne zadatu brzinu i riješiti druge probleme ako je utjecaj elastičnih karika u mehanički sistem je značajan.

Razmotrimo mehanički sistem sa nelinearnim kinematičkim vezama kao što su radilica, klackalica i drugi slični mehanizmi (slika 2.11). Radijus redukcije u njima je promjenjiv, ovisno o položaju mehanizma: .

Rice. 2.11. Mehanički sistem sa nelinearnim kinematičkim ograničenjima

Predstavimo razmatrani sistem kao dvomaseni, prva masa rotira brzinom ω i ima moment inercije, a druga se kreće linearnom brzinom V i predstavlja ukupnu masu m elementi kruto i linearno povezani sa radnim tijelom mehanizma.

Odnos linearnih brzina ω i V nelinearni, i Da bismo dobili jednačinu kretanja takvog sistema bez uzimanja u obzir elastičnih ograničenja, koristimo Lagrangeovu jednačinu (2.19), uzimajući ugao φ kao generalizovanu koordinatu. Definirajmo generaliziranu silu:

Ukupni moment otpora sila koje djeluju na mase linearno povezane s motorom; doveden do osovine motora;

F C- rezultantu svih sila koje djeluju na radno tijelo mehanizma i elemente koji su s njim linearno povezani;

– mogući beskonačno mali pomak mase m.

Lako je to vidjeti

Radijus livenja.

Moment statičkog opterećenja mehanizma sadrži pulsirajuću komponentu opterećenja, koja varira u funkciji ugla rotacije φ:

Rezervna kinetička energija sistema:

Ovdje je ukupan moment inercije sistema svedenog na osovinu motora.

Lijeva strana Lagrangeove jednadžbe (2.19) može se napisati kao:

Dakle, jednadžba kretanja krute redukovane karike ima oblik:

(2.23)

Nelinearan je sa varijabilnim koeficijentima.

Za krutu linearnu mehaničku vezu, jednačina za statički način rada elektromotora odgovara i ima oblik:

Ako tokom vožnje tada se dešava ili dinamički prolazni proces ili prinudno kretanje sistema sa periodično promenljivom brzinom.

U mehaničkim sistemima sa nelinearnim kinematičkim vezama ne postoje statički načini rada. Ako je i ω=const, u takvim sistemima postoji stabilan dinamički proces kretanja. To je zbog činjenice da se mase koje se kreću linearno recipročno, a njihove brzine i ubrzanja su promjenjivi.

S energetskog stajališta razlikuju se motorni i kočioni načini rada električnog pogona. Motorni način odgovara direktnom smjeru prijenosa mehaničke energije na radno tijelo mehanizma. Kod električnih pogona sa aktivnim opterećenjem, kao i kod prolaznih procesa u elektromotoru, kada se kretanje mehaničkog sistema usporava, dolazi do obrnutog prenosa mehaničke energije sa radnog tela mehanizma na motor.

S obzirom da periodi ubrzanja i usporavanja elektromotornog pogona nisu efektivno vrijeme za rad mehanizma, poželjno je po mogućnosti smanjiti njihovo trajanje, što je posebno važno za pogon mehanizama koji rade sa čestim paljenjem i zaustavljanjem.

Trajanje prelaznih procesa pogona određuje se integracijom jednadžbe kretanja elektromotornog pogona. Dijeleći varijable, dobijamo za početni period

gdje je J moment inercije smanjen na osovinu motora. Za rješavanje ovog integrala potrebno je poznavati ovisnost momenata motora i mehanizma o brzini. Trenutna vrijednost obrtnog momenta motora tokom reostatskog pokretanja zamjenjuje se njegovom prosječnom vrijednošću M=αM nom, kao što je prikazano na sl. 31. Tada za najjednostavniji slučaj startovanja, pod uslovom da je M c =const, dobijamo sledeći izraz za vreme početka od stanja mirovanja (ω 1 =0) do konačne ugaone brzine (ω 2 = ω nom) koja odgovara na statički moment M c:

Vrijeme kočenja se određuje iz izraza

Iz jednačine se može vidjeti da će, teoretski, ugaona brzina dostići svoju stabilnu vrijednost tek nakon beskonačno dugog vremenskog perioda (na t=∞). U praktičnim proračunima se vjeruje da se proces zaleta završava ugaonom brzinom jednakom njegovoj nestabilnoj vrijednosti ω= ω s, i pri ω=(0,95÷0,98) ω s. Iz jednačine slijedi da već t= 3T m ω=0,96 ω 0 , tj. prelazni proces će se praktično završiti za vrijeme t= (3÷4)T m.

Budući da se pokretanje istosmjernih i asinhronih motora s faznim rotorom često izvodi preko višestepenog reostata, potrebno je moći izračunati vrijeme pokretanja motora u svakoj fazi.

Za korake x, jednačina se može prepisati kao

M = M s + (M k - M s) e, (33)

gdje je: M do - nominalni moment pri pokretanju; t x je vrijeme rada motora u razmatranoj fazi; T mx - elektromehanička vremenska konstanta za isti stepen.

gdje je ω xn ugaona brzina na stupnju x na M=M, nom.

Rješavajući jednakost (33) s obzirom na vrijeme početka i uzimajući u obzir jednakost (27), nalazimo

Gdje je: ω x ugaona brzina na stupnju x pri M=M k; ω x+1 - isto, u fazi x+ 1 na M=Mk; ω xc - isto, u fazi x pri M=M s.

Vrijeme polijetanja na prirodnim karakteristikama te teoretski jednako beskonačnosti. U proračunima se uzima jednakim (3÷4)T m.u. Ukupno vrijeme pokretanja motora pri pokretanju jednako je ukupnom vremenu pokretanja za sve faze.

Vrijeme kočenja električnog pogona također se određuje rješavanjem osnovne jednadžbe kretanja.

Pogon usporava kada je dinamički moment negativan ili kada je moment motora manji od momenta statičkog otpora.

Za kočenje unazad, kada se ugaona brzina promeni sa ω= ω 1 na ω=0, jednačina (27) se može prepisati kao

M 1 i ω 1 - moment i ugaona brzina motora na početku kočenja; ω sa - ugaonom brzinom koja odgovara momentu M sa datom mehaničkom karakteristikom.

Vrijeme kočenja od ω 1 do potpunog zaustavljanja će biti

Sa dinamičkim kočenjem od w=w1 do w=0

Vrijeme preokreta se može smatrati zbirom vremena usporavanja i vremena zaleta u suprotnom smjeru.

Osnovna jednačina koja opisuje rad elektromotornog sistema je jednačina kretanja. Koristeći ovu jednačinu, možete analizirati tranzijente, izračunati vremena ubrzanja i usporavanja, odrediti potrošnju energije itd.

Nakon što smo riješili jednadžbu gibanja električnih pogona s obzirom na ugaonu brzinu ω ili obrtni moment motora M za najjednostavniji slučaj, kada je M c \u003d const, mehanička karakteristika motora je linearna, dobijamo jednadžbu za prolazni proces pogona

gdje M sa i ω sa - statički moment i odgovarajuća ugaona brzina; Mnach i ω start - respektivno, moment motora i ugaona brzina na početku prelaznog procesa; t- vrijeme proteklo od početka prijelaznog moda; T m je elektromehanička konstanta vremena za čaj.

Elektromehanička konstanta je vrijeme za koje pogon sa smanjenim momentom inercije J ubrzava u praznom hodu iz stacionarnog stanja do ugaone brzine idealnog praznog hoda ω o pri konstantnom momentu jednakom momentu k.z. Mk(ili početni moment pokretanja) motora. Sa povećanjem vrijednosti T m povećava se vrijeme prolaznih procesa i, kao rezultat, smanjuje se produktivnost i efikasnost rada mašine

Elektromehanička vremenska konstanta može se odrediti iz sljedećeg izraza:

gdje je: s hom = (ω 0 - ω nom) / ω o - klizanje (za asinhroni motor) ili relativna razlika brzine (za DC motor s paralelnom pobudom) kada radi na umjetnoj karakteristici pri nazivnom momentu na osovini motora ; Mk- početni moment pokretanja motora (moment k.z.).

Iz jednadžbi (27) i (28) slijedi da se uz linearnu mehaničku karakteristiku motora i konstantan statički moment, promjena ugaone brzine i momenta koji razvija motor odvija prema eksponencijalnom zakonu. U konkretnom slučaju kada se motor pokreće pod opterećenjem iz stacionarnog stanja (ω početno = 0), jednačina (27) ima oblik

i u praznom hodu, kada M c = 0,

Na sl. 30 prikazuje proces povećanja ugaone brzine kretanja prema jednačini (27). Vremenska konstanta je određena iz grafika segmentom na pravoj liniji odsječenom tangentom povučenom iz početka na krivulju ω= f(t)

Predavanje 7 Osnove izbora elektromotora.

U proizvodnim uvjetima, opterećenje motora ovisi o veličini opterećenja mehanizma i prirodi njegove promjene tijekom vremena.

Obrazac promjena statičkog opterećenja tokom vremena obično se prikazuje u obliku dijagrama tzv dijagrami opterećenja mehanizma. Na osnovu dijagrama opterećenja mehanizma izrađuju se dijagrami opterećenja motora u kojima se uzimaju u obzir statička i dinamička opterećenja.

Budući da se motori zagrijavaju uglavnom zbog gubitaka snage u namotajima motora, a pri različitim opterećenjima struja u namotima je različita, temperatura

namotaji motora će zavisiti od dijagrama opterećenja.

Dijagrami opterećenja elektromotora podijeliti:

po prirodi promjena veličine opterećenja tokom vremena - u dijagrame sa konstantnim i promjenjivim opterećenjem (slika 5.4);

po trajanju opterećenja - u dijagrame sa dugotrajnim, kratkotrajnim, ponovljenim-kratkotrajnim i povremenim opterećenjima.

U skladu s ovom podjelom opterećenja, uobičajeno je razlikovati četiri glavna načina rada motora sa stalnim i promjenjivim opterećenjem: kontinuirani, kratkotrajni, povremeni, povremeni.

Svaki motor ima dijelove pod naponom izolovane izolacijom. Izolacija, bez promjene svojih parametara, može izdržati samo određenu temperaturu. Ova temperatura je maksimalna (dozvoljena) temperatura do koje se motor može zagrijati. Ako je motor opterećen tako da je njegov τ y veći od τ d, neće uspjeti.

Konačna temperatura elektromotora τ n se sastoji od viška njegove temperature u odnosu na temperaturu okoline i temperaturu okoline (za srednju zonu SSSR-a uzeto je 308 K). S obzirom na ovu situaciju, treba zaključiti da karakteristike motora ukazuju na snagu za okolinu sa temperaturom od 308 K. Kada se temperatura okoline promijeni, moguće je, u određenim granicama, mijenjati opterećenje motora u odnosu na snagu na natpisnoj pločici.

Dozvoljene temperature zagrijavanja namota motora ograničene su svojstvima različitih klasa izolacije, i to:

klasa U, τ d =363 K - neimpregnirane pamučne tkanine, prediva, papir i vlaknasti materijali od celuloze i svile;

klasa A, τ d = 378 K - isti materijali, ali impregniran tekućim dielektrikom (ulje, lak) ili umočen u transformatorsko ulje;

klasa E, τ d = 393 K-sintetičke organske folije, plastike (getinaks, tekstolit), izolacija emajliranih žica na bazi lakova;

klasa B, τ d = 403 K-materijali od liskuna, azbesta i stakloplastike koji sadrže organske tvari (mikanit, fiberglas, fiberglas) i neke plastike punjene mineralima;

klasa F, τ d = 428 K - isti materijali u kombinaciji sa sintetičkim vezivima i impregnirajućim sredstvima povećane otpornosti na toplinu;

klasa H, τ d = 453 K - isti materijali u kombinaciji sa organosilicijumskim vezivnim i impregnacijskim sredstvima, kao i organosilicijskom gumom;

klasa C, τ d više od 453 K - liskun, elektrokeramika, staklo, kvarc, azbest, koristi se bez veziva ili sa neorganskim vezivom.

Gore su razmatrani radni uvjeti elektromotornog pogona u ustaljenom stanju, kada je moment koji razvija motor jednak momentu otpora mehanizma, a brzina pogona je konstantna. Međutim, u mnogim slučajevima pogon ubrzava ili usporava, a zatim postoji inercijska sila ili moment inercije, koji motor mora savladati dok je u prolaznom režimu. Na ovaj način, prelazni režim Električnim pogonom se naziva način rada tokom prijelaza iz jednog stabilnog stanja u drugo, kada se mijenjaju brzina, moment i struja.

Razlozi za pojavu prelaznih pojava kod elektromotornih pogona su ili promena opterećenja vezanog za proizvodni proces, ili uticaj na elektromotor pri upravljanju njime, odnosno startovanje, kočenje, promena smera rotacije itd. pogoni se također mogu pojaviti kao rezultat nesreća ili poremećaja normalnih uvjeta napajanja (na primjer, promjene napona ili frekvencije mreže, neravnoteža napona, itd.).

Jednačina kretanja elektromotornog pogona mora uzeti u obzir sve sile i momente koji djeluju u prijelaznim uvjetima.

U translatornom kretanju, pokretačka sila je uvijek uravnotežena silom otpora mašine i inercijskom silom koja se javlja s promjenama brzine. Ako je masa tijela izražena u kilogramima, a brzina u metrima u sekundi, tada se sila inercije, kao i druge sile koje djeluju u radnoj mašini, mjeri u njutnima (kg m s -2).

U skladu sa navedenim, jednačina za ravnotežu sila u translacionom kretanju se piše na sledeći način:

. (2.14)

Slično, jednadžba ravnoteže momenta, Nm, za rotacijsko kretanje (pogonska jednačina) je:

. (2.15)

Jednačina (2.15) pokazuje da je obrtni moment koji razvija motor uravnotežen momentom otpora na njegovom vratilu i inercijskim ili dinamičkim momentom. U (2.14) i (2.15) pretpostavlja se da su masa tijela i, shodno tome, moment inercije pogona konstantni, što vrijedi za značajan broj proizvodnih mehanizama. Analiza (2.15) pokazuje:

1) u , tj. dolazi do ubrzanja pogona;

2) kada , tj. dolazi do usporavanja pogona (očigledno je da usporavanje pogona može biti i sa negativnom vrijednošću momenta motora);

3) kada , u ovom slučaju pogon radi u stabilnom stanju.

Pretpostavlja se da je obrtni moment koji razvija motor tokom rada pozitivan ako je usmjeren u smjeru kretanja pogona. Ako je usmjerena u smjeru suprotnom kretanju, onda se smatra negativnim. Znak minus ispred , označava kočni efekat momenta otpora, koji odgovara sili rezanja, gubicima trenja, podizanju tereta, sabijanju opruge itd. sa pozitivnim predznakom brzine.

Prilikom spuštanja tereta, odmotavanja ili širenja opruge itd. ispred se stavlja znak plus, jer u tim slučajevima moment otpora pomaže rotaciji pogona.

Inercijski (dinamički) moment(desna strana jednačine obrtnog momenta) se pojavljuje samo tokom prelaznih procesa kada se menja brzina pogona. Prilikom ubrzanja vožnje ovaj moment je usmjeren protiv kretanja, a pri kočenju održava kretanje. Moment inercije, i po vrijednosti i po predznaku, određen je algebarskim zbrojem momenata motora i momenta otpora.

Uzimajući u obzir ono što je rečeno o predznacima momenata, formula (2.15) odgovara radu motora u motornom režimu sa reaktivnim momentom otpora (ili sa potencijalnim momentom kočenja otpora). Općenito, jednačina pokretanja može se napisati na sljedeći način:

. (2.16)

Izbor predznaka ispred vrijednosti momenata u (2.16) ovisi o načinu rada motora i prirodi momenata otpora.