Mga mode ng pagpapatakbo ng mga electric drive sa mga coordinate ng bilis at metalikang kuwintas

Karamihan sa nabuong elektrikal na enerhiya ay na-convert sa mekanikal na enerhiya gamit ang isang electric drive upang matiyak ang pagpapatakbo ng iba't ibang mga makina at mekanismo.

Isa sa mga mahalagang gawain electric drive ay pagpapasiya ng kinakailangang batas ng pagbabago sa sandaling M ng makina sa ilalim ng isang tiyak na pagkarga at ang kinakailangang katangian ng paggalaw na ibinigay ng batas ng pagbabago ng acceleration o bilis. Ang gawaing ito ay bumababa sa synthesis ng isang electric drive system na nagbibigay ng isang set na batas ng paggalaw.

Sa pangkalahatang kaso, ang mga palatandaan ng mga sandali ng M (motorsiklo ng motor) at Ms (sandali ng mga puwersa ng paglaban) ay maaaring magkaiba.

Halimbawa, na may parehong mga senyales na M at Mc, ang drive ay gumagana sa motor mode na may pagtaas ng bilis w (angular acceleration e> 0).Sa kasong ito, ang pag-ikot ng drive ay nangyayari sa direksyon ng aplikasyon ng torque M ng motor, na maaaring kumilos sa alinman sa dalawang posibleng direksyon (clockwise o counterclockwise).

Isa sa mga direksyong ito, halimbawa clockwise, ay kinukuha bilang positibo, at kapag ang drive ay umiikot sa direksyon na iyon, ang sandaling M at ang bilis w ay itinuturing na positibo. Sa moment at velocity coordinate system (M, w), ang ganitong mode ng operasyon ay matatagpuan sa I quadrant.

Mga rehiyon ng mga mode ng pagpapatakbo ng electric drive sa mga coordinate ng bilis w at sa sandaling M

Kung, sa isang nakatigil na drive, ang direksyon ng pagkilos ng metalikang kuwintas M ay nagbabago, ang sign nito ay magiging negatibo, at ang halaga e (angular acceleration ng drive)<0. Sa kasong ito, ang absolute value ng speed w ay tumataas, ngunit ang sign nito ay negatibo, iyon ay, ang drive ay bumibilis sa motor mode kapag ito ay umiikot sa counterclockwise. Ang rehimeng ito ay matatagpuan sa III quadrant.

Ang direksyon ng static na sandali ng Mc (o ang tanda nito) ay nakasalalay sa uri ng mga puwersa ng paglaban na kumikilos sa gumaganang katawan at ang direksyon ng pag-ikot.

Ang static na sandali ay nilikha ng mga kapaki-pakinabang at nakakapinsalang pwersa ng paglaban. Ang mga puwersa ng paglaban na idinisenyo ng makina upang mapagtagumpayan ay kapaki-pakinabang. Ang kanilang sukat at kalikasan ay nakasalalay sa uri ng proseso ng produksyon at sa disenyo ng makina.

Ang mga nakakapinsalang pwersa ng paglaban ay sanhi ng iba't ibang uri ng pagkalugi na nagaganap sa mga mekanismo sa panahon ng paggalaw, at kapag nagtagumpay, ang makina ay walang kapaki-pakinabang na gawain.

Ang pangunahing sanhi ng mga pagkalugi na ito ay ang frictional forces sa mga bearings, gears, atbp., na palaging humahadlang sa paggalaw sa anumang direksyon. Samakatuwid, kapag nagbabago ang tanda ng bilis w, nagbabago ang tanda ng static na sandali Mc, dahil sa ipinahiwatig na mga puwersa ng paglaban.

Ang ganitong mga static na sandali ay tinatawag reaktibo o passive, dahil ang Onito ay laging humahadlang sa paggalaw, ngunit sa ilalim ng kanilang impluwensya, kapag ang makina ay naka-off, ang paggalaw ay hindi maaaring mangyari.

Ang mga static na sandali na nilikha ng mga kapaki-pakinabang na pwersa ng paglaban ay maaari ding maging reaktibo kung ang pagpapatakbo ng makina ay nagsasangkot ng pagtagumpayan ng mga puwersa ng friction, pagputol o pag-igting, compression at pamamaluktot ng mga inelastic na katawan.

Gayunpaman, kung ang proseso ng paggawa na isinasagawa ng makina ay nauugnay sa isang pagbabago sa potensyal na enerhiya ng mga elemento ng system (load lifting, nababanat na mga deformation ng torsion, compression, atbp.), Kung gayon ang mga static na sandali na nilikha ng mga kapaki-pakinabang na puwersa ng paglaban. ay tinatawag potensyal o aktibo.

Ang kanilang direksyon ng pagkilos ay nananatiling pare-pareho at ang tanda ng static na sandali ng Mc ay hindi nagbabago kapag ang tanda ng bilis o nagbabago. Sa kasong ito, habang tumataas ang potensyal na enerhiya ng system, pinipigilan ng static na sandali ang paggalaw (halimbawa, kapag nagbubuhat ng load), at kapag bumababa ito, nagpo-promote ito ng paggalaw (pagpapababa ng load) kahit na naka-off ang makina.

Kung ang electromagnetic moment M at ang bilis o ay nakadirekta sa tapat, pagkatapos ay gumagana ang electric machine sa stop mode, na tumutugma sa II at IV quadrants. Depende sa ratio ng mga ganap na halaga ng M at Mc, ang bilis ng pag-ikot ng drive ay maaaring tumaas, bumaba o manatiling pare-pareho.

Ang layunin ng isang de-koryenteng makina na ginagamit bilang isang prime mover ay upang bigyan ang gumaganang makina ng mekanikal na enerhiya upang gawin ang trabaho o upang ihinto ang gumaganang makina (halimbawa, Pagpili ng electric drive para sa mga conveyor).

Sa unang kaso, ang elektrikal na enerhiya na ibinibigay sa electric machine ay na-convert sa mekanikal na enerhiya, at isang metalikang kuwintas ay nabuo sa baras ng makina, na nagsisiguro sa pag-ikot ng drive at ang pagganap ng kapaki-pakinabang na trabaho ng yunit ng produksyon.

Ang mode na ito ng pagpapatakbo ng electric drive ay tinatawag motor… Ang motor torque at bilis ay tumutugma sa direksyon, at ang motor shaft power P = Mw > 0.

Ang mga katangian ng motor sa mode ng operasyon na ito ay maaaring nasa I o III quadrant, kung saan ang mga palatandaan ng bilis at metalikang kuwintas ay pareho at samakatuwid P> 0. Ang pagpili ng tanda ng bilis na may kilalang direksyon ng pag-ikot ng ang motor (kanan o kaliwa) ay maaaring maging arbitrary.

Karaniwan, ang positibong direksyon ng bilis ay itinuturing na direksyon ng pag-ikot ng drive kung saan ginagawa ng mekanismo ang pangunahing gawain (halimbawa, pag-aangat ng load gamit ang lifting machine). Pagkatapos ang pagpapatakbo ng electric drive sa kabaligtaran ng direksyon ay nangyayari na may negatibong tanda ng bilis.

Upang pabagalin o ihinto ang makina, maaaring idiskonekta ang makina mula sa mga mains. Sa kasong ito, bumababa ang bilis sa ilalim ng pagkilos ng mga puwersa ng paglaban sa kilusan.

Ang mode ng operasyon na ito ay tinatawag malayang paggalaw… Sa kasong ito, sa anumang bilis, ang torque ng drive ay zero, iyon ay, ang mekanikal na katangian ng motor ay tumutugma sa ordinate axis.

Upang bawasan o ihinto ang bilis nang mas mabilis kaysa sa libreng pag-alis, at upang mapanatili ang isang palaging bilis ng mekanismo na may load torque na kumikilos sa direksyon ng pag-ikot, ang direksyon ng sandali ng electric machine ay dapat na kabaligtaran sa direksyon ng bilis .

Ang mode na ito ng pagpapatakbo ng device ay tinatawag pagbabawal, habang ang electric machine ay gumagana sa generator mode.

Ang lakas ng pagmamaneho P = Mw <0, at ang mekanikal na enerhiya mula sa gumaganang makina ay ipinapadala sa baras ng de-koryenteng makina at na-convert sa elektrikal na enerhiya. Ang mga mekanikal na katangian sa generator mode ay matatagpuan sa quadrants II at IV.

Ang pag-uugali ng electric drive, tulad ng sumusunod mula sa equation ng paggalaw, na may ibinigay na mga parameter ng mga mekanikal na elemento ay tinutukoy ng mga halaga ng mga sandali ng motor at ang pagkarga sa baras ng nagtatrabaho na katawan.

Dahil ang batas ng pagbabago ng bilis ng isang electric drive sa panahon ng operasyon ay madalas na nasuri, ito ay maginhawang gumamit ng isang graphical na paraan para sa mga electric drive kung saan ang motor torque at ang load torque ay nakasalalay sa bilis.

Para sa layuning ito, ang mekanikal na katangian ng motor ay karaniwang ginagamit, na kumakatawan sa pag-asa ng angular na bilis ng motor sa metalikang kuwintas nito w = f (M), at ang mekanikal na katangian ng mekanismo, na nagtatatag ng pag-asa ng motor. bilis sa pinababang static na sandali na nilikha ng pagkarga ng elemento ng trabaho w = f (Mc) …

Ang mga tinukoy na dependences para sa steady-state na operasyon ng electric drive ay tinatawag na mga static na mekanikal na katangian.

Mga static na mekanikal na katangian ng mga de-koryenteng motor