Elektriajamite töörežiimid kiiruse ja pöördemomendi koordinaatides

Suurem osa toodetud elektrienergiast muudetakse elektriajami abil mehaaniliseks energiaks, et tagada erinevate masinate ja mehhanismide töö.

Elektriajami üks olulisi ülesandeid on Mootori momendi M vajaliku muutumise seaduse kindlaksmääramine teatud koormuse korral ja kiirenduse või kiiruse muutumise seadusega antud liikumise vajaliku iseloomu määramine. See ülesanne taandub elektriajamisüsteemi sünteesile, mis annab kindla liikumisseaduse.

Üldjuhul võivad momentide M (mootori pöördemoment) ja Ms (takistusjõudude moment) märgid olla erinevad.

Näiteks samade märkide M ja Mc korral töötab ajam mootorirežiimis kasvava kiirusega w (nurkkiirendus e> 0).Sel juhul toimub ajami pöörlemine mootori pöördemomendi M rakendamise suunas, mis võib toimida mõlemas võimalikus suunas (päripäeva või vastupäeva).

Ühte neist suundadest, näiteks päripäeva, võetakse positiivseks ja kui ajam selles suunas pöörleb, loetakse moment M ja kiirus w positiivseks. Momendi ja kiiruse koordinaatsüsteemis (M, w) asub selline töörežiim I kvadrandis.

Elektriajami töörežiimide piirkonnad kiiruse w ja momendi M koordinaatides

Kui statsionaarsel ajamil pöördemomendi M toimesuund muutub, muutub selle märk negatiivseks ja väärtus e (ajami nurkiirendus)<0. Sel juhul suureneb kiiruse w absoluutväärtus, kuid selle märk on negatiivne, see tähendab, et ajam kiirendab mootorirežiimis, kui see pöörleb vastupäeva. See režiim asub III kvadrandis.

Staatilise momendi Mc (või selle märgi) suund sõltub töötavale kehale mõjuvate takistusjõudude liigist ja pöörlemissuunast.

Staatilise momendi loovad kasulikud ja kahjulikud vastupanujõud. Vastupanujõud, mille ületamiseks masin on loodud, on kasulikud. Nende suurus ja iseloom sõltuvad tootmisprotsessi tüübist ja masina konstruktsioonist.

Kahjulikud vastupanujõud on põhjustatud erinevat tüüpi kadudest, mis mehhanismides liikumisel tekivad ja nende ületamisel ei tee masin kasulikku tööd.

Nende kadude peamiseks põhjuseks on hõõrdejõud laagrites, hammasratastes jne, mis takistavad alati liikumist mis tahes suunas. Seega, kui kiiruse w märk muutub, muutub näidatud takistusjõudude mõjul staatilise momendi Mc märk.

Selliseid staatilisi hetki nimetatakse reaktiivne või passiivne, sest Onito takistab alati liikumist, kuid nende mõjul, kui mootor on välja lülitatud, ei saa liikumist tekkida.

Kasulike takistusjõudude tekitatud staatilised momendid võivad olla reaktiivsed ka siis, kui masina töös tuleb ületada mitteelastsete kehade hõõrde-, lõike- või tõmbe-, surve- ja väändejõud.

Kui aga masina poolt läbiviidav tootmisprotsess on seotud süsteemi elementide potentsiaalse energia muutumisega (koormuse tõstmine, väände elastsed deformatsioonid, kokkusurumine jne), siis kasulike takistusjõudude tekitatud staatilised momendid kutsutakse potentsiaalne või aktiivne.

Nende toimesuund jääb muutumatuks ja staatilise momendi Mc märk ei muutu kiiruse o märgi muutumisel. Sellisel juhul takistab staatiline moment süsteemi potentsiaalse energia kasvades liikumist (näiteks koorma tõstmisel) ja vähenedes soodustab liikumist (koormuse langetamist) ka siis, kui mootor on välja lülitatud.

Kui elektromagnetmoment M ja kiirus o on suunatud vastassuunas, siis töötab elektrimasin seiskamisrežiimis, mis vastab II ja IV kvadrandile. Sõltuvalt M ja Mc absoluutväärtuste suhtest võib ajami pöörlemiskiirus suureneda, väheneda või jääda konstantseks.

Pealiikurina kasutatava elektrimasina eesmärk on varustada töötavat masinat mehaanilise energiaga töö tegemiseks või töömasina seiskamiseks (näiteks Konveierite elektriajami valik).

Esimesel juhul muundatakse elektrimasinale antud elektrienergia mehaaniliseks energiaks ning masina võllile tekib pöördemoment, mis tagab ajami pöörlemise ja tootmisüksuse kasuliku töö tegemise.

Seda elektriajami töörežiimi nimetatakse mootor… Mootori pöördemoment ja kiirus ühtivad suunaga ning mootori võlli võimsus P = Mw > 0.

Mootori karakteristikud selles töörežiimis võivad olla I või III kvadrandis, kus kiiruse ja pöördemomendi märgid on samad ja seega P> 0. Teadaoleva pöörlemissuunaga kiiruse märgi valik mootor (parem või vasak) võib olla suvaline.

Tavaliselt loetakse positiivseks kiiruse suunaks ajami pöörlemissuunda, milles mehhanism põhitööd teeb (näiteks koorma tõstmine tõstemasinaga). Siis toimub elektriajami töö vastupidises suunas kiiruse negatiivse märgiga.

Masina aeglustamiseks või seiskamiseks saab mootori vooluvõrgust lahti ühendada. Sel juhul kiirus väheneb liikumist takistavate jõudude toimel.

Seda töörežiimi nimetatakse vaba liikumine… Sel juhul on ajami pöördemoment igal kiirusel null, see tähendab, et mootori mehaaniline karakteristik langeb kokku ordinaatteljega.

Kiiruse kiiremaks vähendamiseks või peatamiseks kui vabastardi korral ning mehhanismi konstantse kiiruse säilitamiseks pöörlemissuunas toimiva koormusmomendiga peab elektrimasina momendi suund olema vastupidine kiirus .

Seda seadme töörežiimi nimetatakse pärssiv, kui elektrimasin töötab generaatorirežiimis.

Veovõimsus P = Mw <0 ning töömasina mehaaniline energia suunatakse elektrimasina võllile ja muundatakse elektrienergiaks. Generaatori režiimi mehaanilised omadused on leitud II ja IV kvadrandis.

Elektriajami käitumine, nagu liikumisvõrrandist tuleneb, mehaaniliste elementide antud parameetritega määratakse kindlaks mootori momentide väärtuste ja töökeha võlli koormuse järgi.

Kuna kõige sagedamini analüüsitakse elektriajami kiiruse muutumise seadust töö ajal, on elektriajamite puhul mugav kasutada graafilist meetodit, mille puhul mootori pöördemoment ja koormusmoment sõltuvad pöörlemissagedusest.

Sel eesmärgil kasutatakse tavaliselt mootori mehaanilist karakteristikku, mis näitab mootori nurkkiiruse sõltuvust selle pöördemomendist w = f (M), ja mehhanismi mehaanilist karakteristikku, mis määrab mootori sõltuvuse. kiirus tööelemendi koormuse poolt tekitatud vähendatud staatilisel momendil w = f (Mc) …

Elektriajami püsiseisundi töö kindlaksmääratud sõltuvusi nimetatakse staatilisteks mehaanilisteks omadusteks.

Elektrimootorite staatilised mehaanilised omadused