ΤΥΠΙΚΟΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ ΣΤΟ ΔΙΣΟ
Μηχανική ηλεκτροκίνησης
4.1.1. Μείωση στατικών ροπών και ροπών αδράνειας στον άξονα του κινητήρα
Το μηχανικό μέρος των σωμάτων εργασίας (RO) περιέχει στοιχεία που περιστρέφονται με διαφορετικές ταχύτητες. Μεταδόθηκαν στιγμές σε σχέση με αυτό
είναι επίσης διαφορετικά. Επομένως, είναι απαραίτητο να αντικατασταθεί η πραγματική κινηματική
Σχέδιο RO σε ένα σχέδιο σχεδίασης στο οποίο όλα τα στοιχεία περιστρέφονται με την ταχύτητα του κινητήριου άξονα. Τις περισσότερες φορές, η μείωση πραγματοποιείται στον άξονα
κινητήρας.
Στις εργασίες, απαιτείται, σύμφωνα με το γνωστό κινηματικό σχήμα του RO, να συνθέσει
σχήμα υπολογισμού στο οποίο οι ροπές αντίστασης στην κίνηση (στατικές ροπές) και οι ροπές αδράνειας μειώνονται στον άξονα του κινητήρα. Για να γίνει αυτό, είναι απαραίτητο να μελετηθεί το κινηματικό διάγραμμα του RO, να κατανοηθεί η αρχή λειτουργίας του μηχανικού τμήματος, να προσδιοριστεί το κύριο τεχνολογικό του έργο και οι χώροι όπου κατανέμονται οι απώλειες ισχύος.
Το κριτήριο για τη μεταφορά στατικών ροπών στον άξονα του κινητήρα είναι το ενεργειακό ισοζύγιο του μηχανικού τμήματος της ηλεκτρικής κίνησης, το οποίο διασφαλίζει την ισότητα των δυνάμεων των πραγματικών και των υπολογισμένων σχημάτων της ηλεκτρικής κίνησης.
Το κριτήριο για τη μεταφορά των ροπών αδράνειας στον άξονα του κινητήρα είναι η ισότητα του αποθέματος κινητικής ενέργειας του μηχανικού μέρους των πραγματικών και υπολογισμένων σχημάτων της ηλεκτρικής κίνησης.
Το κριτήριο για να φέρει την ακαμψία του ελαστικού συστήματος στον άξονα του κινητήρα
είναι η ισότητα του αποθέματος δυναμικής ενέργειας του ελαστικού συνδέσμου του μηχανικού τμήματος στα πραγματικά και υπολογιζόμενα σχήματα της ηλεκτροκίνησης.
Οι στατικές ροπές, οι ροπές αδράνειας στον άξονα RO υπολογίζονται με τους τύπους .
στον άξονα RO και στον άξονα του κινητήρα σύμφωνα με τις καθορισμένες τεχνολογικές παραμέτρους
μηχανισμός τροφοδοσίας (πίνακας 2.1.1.2, επιλογή 35).
Τεχνολογικά δεδομένα του μηχανισμού τροφοδοσίας μηχανής:
F x \u003d 6 kN; m=2,4 t; v=42 mm/s; D xv \u003d 44 mm; m xv \u003d 100 kg; α=5,5°; φ=4°;
i 12 \u003d 5, J dv \u003d 0,2 kgm2; J1=0,03 kgm 2 ; J2=0,6 kgm 2 ; η 12 =0,9; μ s \u003d 0,08.
Λύση
Αφού μελετήσουμε την αρχή λειτουργίας του μηχανισμού και το κινηματικό του σχήμα, προσδιορίζουμε τις περιοχές ανίχνευσης απωλειών:
- στο κιβώτιο ταχυτήτων (οι απώλειες λαμβάνονται υπόψη από την απόδοση η 12).
- στο κιβώτιο ταχυτήτων "βίδα - παξιμάδι" (οι απώλειες υπολογίζονται από τη γωνία τριβής φ στο σπείρωμα της βίδας).
- στα ρουλεμάν μολύβδου βιδών (οι απώλειες υπολογίζονται μέσω του συντελεστή τριβής στα ρουλεμάν, ωστόσο, στην αναθεωρημένη βιβλιογραφία, αυτές οι
οι απώλειες δεν λαμβάνονται υπόψη).
4.1.1.1. Γωνιακή ταχύτητα της μολύβδου βίδας (σώμα εργασίας)
ω ro \u003d v / ρ,
όπου ρ είναι η ακτίνα μείωσης του κιβωτίου ταχυτήτων «βιδωτό παξιμάδι» με βήμα h, διάμετρος
d cf και γωνία σπειρώματος α.
ρ \u003d v / ω ro \u003d h / (2 * π) \u003d (π * d cf *tg α) / (2 * π) = (d cf / 2) * tg α.
ρ \u003d (d cf / 2) * tg α \u003d (44/2) * tg 5,5 ° \u003d 2,12 mm.
ω ro \u003d v / ρ \u003d 42 / 2,12 \u003d 19,8 rad / s.
4.1.1.2. Η ροπή στον άξονα της μολύβδου βίδας (σώμα εργασίας), λαμβάνοντας υπόψη τις απώλειες στο
Γωνία τριβής "βίδα - παξιμάδι" κιβωτίου ταχυτήτων φ:
M ro \u003d F p * (d cf / 2) * tg (α + φ),
όπου F p είναι η συνολική δύναμη τροφοδοσίας.
F p \u003d 1,2 * F x + (F z + F y + 9,81 * m) * μ c \u003d
1,2*F x + (2,5*F x + 0,8*F x + 9,81*m)*μ s =
1,2*6 + (2,5*6 + 0,8*6 + 9,81*2,4)*0,08 = 10,67 kN.
M ro \u003d F p * (d cf / 2) * tg (α + φ) \u003d
10,67*(0,044/2)*tg (5,5° + 4°) = 39,27 Nm.
4.1.1.3. Η ισχύς στον άξονα του σώματος εργασίας είναι χρήσιμη:
– χωρίς να ληφθούν υπόψη οι απώλειες στο κιβώτιο ταχυτήτων με «βιδωτό παξιμάδι».
P ro \u003d F x * v \u003d 6 * 103 42 * 10-3 \u003d 252 W;
- λαμβάνοντας υπόψη τις απώλειες
P ro \u003d M ro * ω ro \u003d 39,27 * 19,8 \u003d 777,5 W.
4.1.1.4. Η στατική ροπή μειώνεται στον άξονα του κινητήρα,
M pc \u003d M ro / (i 12 * η 12) \u003d 39,27 / (5 * 0,9) \u003d 8,73 N * m.
4.1.1.5. Γωνιακή ταχύτητα άξονα κινητήρα
ω dv \u003d ω ro * i 12 \u003d 19,8 * 5 \u003d 99 rad / s.
4.1.1.6 Ισχύς άξονα κινητήρα
R dv \u003d M pc * ω dv \u003d 8,73 * 99,1 \u003d 864,3 W.
Βρίσκουμε τα στοιχεία του κινηματικού σχήματος που αποθηκεύουν κινητική ενέργεια: δαγκάνα με μάζα m, μολύβδινη βίδα με μάζα m xv, γρανάζια του κιβωτίου ταχυτήτων J1
και J2, ο ρότορας του ηλεκτροκινητήρα - J dv.
4.1.1.7. Η ροπή αδράνειας του σώματος εργασίας καθορίζεται από τη μάζα m του παχύμετρου,
κινείται με ταχύτητα v, και η ροπή αδράνειας του μολύβδου κοχλία J min.
Ροπή αδράνειας παλινδρομικής δαγκάνας
J c \u003d m * v 2 / ω ro 2 \u003d m * ρ 2 \u003d 2400 * 0,002122 \u003d 0,0106 kgm 2.
Ροπή αδράνειας μολύβδου βίδας
J xv \u003d m xv * (d cf / 2) 2 \u003d 100 * (0,044 / 2) 2 \u003d 0,0484 kgm 2.
Ροπή αδράνειας του σώματος εργασίας
J ro \u003d J c + J xv \u003d 0,0106 + 0,0484 \u003d 0,059 kgm 2.
4.1.1.8. Η ροπή αδράνειας του σώματος εργασίας, μειωμένη στον άξονα του κινητήρα,
J pr \u003d J ro / i 12 2 \u003d 0,059 / 52 \u003d 0,00236 kgm 2.
4.1.1.9. Η ροπή αδράνειας του κιβωτίου ταχυτήτων, μειωμένη στον άξονα του κινητήρα,
J lane \u003d J1 + J2 / i 12 2 \u003d 0,03 + 0,6 / 52 \u003d 0,054 kgm 2.
4.1.1.10. Συντελεστής λαμβάνοντας υπόψη τη ροπή αδράνειας της μετάδοσης στη στιγμή
αδράνεια ρότορα κινητήρα,
δ \u003d (J dv + J λωρίδα) / J dv \u003d (0,2 + 0,054) / 0,2 \u003d 1,27.
4.1.1.11 Συνολική ροπή αδράνειας του μηχανικού τμήματος της ηλεκτροκίνησης
J \u003d δ * J dv + J pr \u003d 1,27 * 0,2 + 0,00236 \u003d 0,256 kgm 2.
Η βασική εξίσωση κίνησης της ηλεκτροκίνησης
Με μεταβλητές στατικές ροπές και ροπές αδράνειας, ανάλογα με την ταχύτητα, το χρόνο, τη γωνία περιστροφής του άξονα του κινητήρα (γραμμική μετατόπιση του RO), η εξίσωση κίνησης της ηλεκτρικής κίνησης γράφεται σε μια γενική μορφή:
M(x) - M s (x) \u003d J (x) * dω / dt + (ω / 2) * dJ (x) / dt.
Με σταθερή ροπή αδράνειας J = const, η εξίσωση απλοποιείται
M(x) - M s (x) = J*dω / dt, και του ονομάζεται η βασική εξίσωση κίνησης.
Η δεξιά πλευρά της εξίσωσης M(x) - M c (x) = M dyn ονομάζεται δυναμική
στιγμή. Το πρόσημο του M dyn καθορίζει το πρόσημο της παραγώγου dω/dt και την κατάσταση της κίνησης:
- M dyn = dω / dt > 0 - ο κινητήρας επιταχύνει.
– M dyn = dω / dt< 0 – двигатель снижает скорость;
– M dyn = dω / dt = 0 – σταθερή κατάσταση λειτουργίας του κινητήρα, η ταχύτητά του παραμένει αμετάβλητη.
Ο ρυθμός επιτάχυνσης εξαρτάται από τη ροπή αδράνειας J της ηλεκτρικής κίνησης, η οποία καθορίζει την ικανότητα του μηχανικού τμήματος της ηλεκτρικής κίνησης να αποθηκεύει
κινητική ενέργεια.
Για την ανάλυση των τρόπων λειτουργίας και την επίλυση προβλημάτων, είναι πιο βολικό να γράψετε τη βασική εξίσωση κίνησης σε σχετικές μονάδες (r.u.). Λαμβάνοντας ως βασικές τιμές της στιγμής M b \u003d M n - την ονομαστική ηλεκτρομαγνητική ροπή του κινητήρα, την ταχύτητα ω b \u003d ω he - την ιδανική ταχύτητα ρελαντί στην ονομαστική τάση οπλισμού και το ονομαστικό ρεύμα διέγερσης, το βασικό εξίσωση κίνησης σε p.u. γράφεται στη μορφή
M - M s \u003d T d * dω / dt,
όπου T d \u003d J * ω he / M n - ηλεκτρική κίνηση, λαμβάνοντας υπόψη τη μειωμένη ροπή αδράνειας RO. Η παρουσία στην εξίσωση Τ δ
δείχνει ότι η εξίσωση είναι γραμμένη σε pu.
Εργασία 4.1.2.1
Υπολογίστε για έναν μηχανισμό με κινητήρα (P n \u003d 8,1 kW, ω n \u003d 90 rad / s, U n \u003d 100 V, I n \u003d 100 A) και συνολική ροπή αδράνειας J \u003d 1 kgm 2 δυναμική ροπή M dyn, επιτάχυνση ηλεκτρικής μετάδοσης ε, η τελική τιμή της ταχύτητας ω τέλος, η γωνία περιστροφής του άξονα του κινητήρα α για μια χρονική περίοδο Δt = t i / T d = 0,5, εάν M = 1,5, M s = 0,5, ω αρχικό =0,2.
Λύση
Βασική εξίσωση κίνησης σε p.u.
M − M c = T d dω / dt
Μηχανική χρονική σταθερά κινητήρα
T d \u003d J * ω he / M n.
Οι τιμές των ω he και M n υπολογίζονται σύμφωνα με τα δεδομένα καταλόγου του κινητήρα (βλ. εργασία 4.2.1).
Ιδανική ταχύτητα στο ρελαντί
ω he \u003d U n / kF n \u003d 100/1 \u003d 100 rad / s.
Ονομαστική ηλεκτρομαγνητική ροπή
M n \u003d kF n * I n \u003d 1 * 100 \u003d 100 Nm.
Μηχανική χρονική σταθερά
T d \u003d J * ω he / M n \u003d 1 * 100 / 100 \u003d 1 s.
4.1.2.1. δυναμική στιγμή
M dyn \u003d M - M s \u003d 1,5 - 0,5 \u003d 1.
4.1.2.2. Επιτάχυνση ηλεκτρικής κίνησης (σε t b = T d)
ε= dω / (dt / T d) = (M - M s) = M dyn = 1.
Αύξηση ταχύτητας σε μια χρονική περίοδο Δt = t i / T d = 0,5:
Δω \u003d (M - M s) * t i / T d \u003d (1,5 - 0,5) * 0,5 \u003d 0,5.
4.1.2.3. Η τελική τιμή της ταχύτητας στο τμήμα
ω τελικό = ω αρχικό + Δω = 0,2 + 0,5 = 0,7.
4.1.2.4. Αύξηση περιστροφής
Δα = ω αρχικό *Δt + (ω τελικό + ω αρχικό)*Δt / 2 =
0,2 * 0,5 +(0,7 + 0,2)*0,5 / 2 = 0,325.
Ας ορίσουμε τις λαμβανόμενες τιμές σε απόλυτες μονάδες:
M dyn \u003d M dyn * M n \u003d 1 * 100 \u003d 100 Nm;
ε \u003d ε * ω he / t b \u003d 1 * 100 / 1 \u003d 100 rad / s 2;
Δω \u003d Δω * ω he \u003d 0,5 * 100 \u003d 50 rad / s;
ω con \u003d ω con * ω he \u003d 0,7 * 100 \u003d 70 rad / s;
Δα \u003d Δα * ω he * t b \u003d 0,325 * 100 * 1 \u003d 32,5 rad.
4.1.3. Μεταβατικές διεργασίες του μηχανικού τμήματος της ηλεκτρικής κίνησης
Για τον υπολογισμό και την κατασκευή των διαγραμμάτων φορτίου M(t) και ω(t), χρησιμοποιείται η λύση της βασικής εξίσωσης κίνησης
M − M s = T d d ω / dt ,
από το οποίο για πεπερασμένες αυξήσεις σε M = const και M c = const για δεδομένο t i λαμβάνουμε την αύξηση της ταχύτητας
Δω \u003d (M - M s) * t i / T d
και την τιμή της ταχύτητας στο τέλος του τμήματος
ω = ω αρχικό + Δω
Εργασία 4.1.3.1
Για τον κινητήρα (ω it \u003d 100 rad / s, M n \u003d 100 Nm, J \u003d 1 kgm 2), υπολογίστε την επιτάχυνση και δημιουργήστε μια μεταβατική διαδικασία ω (t), εάν M \u003d 2, ω αρχική \ u003d 0, M c \u003d 0.
Λύση
Μηχανική χρονική σταθερά
T d \u003d J * ω he / M n \u003d 1 * 100 / 100 \u003d 1 s.
Αύξηση ταχύτητας Δω \u003d (M - M s) * t i / T d \u003d (2 - 0) * t i / T d,
και στο t i = T d παίρνουμε Δω = 2.
Η ταχύτητα κατά τη διάρκεια αυτού του χρόνου θα φτάσει την τιμή
ω = ω αρχικό + Δω = 0+2 = 2.
Η ταχύτητα θα φτάσει την τιμή ω = 1 μετά από Δt = 0,5, σε αυτό το χρονικό σημείο, η επιτάχυνση σταματά, μειώνοντας τη ροπή του κινητήρα στην τιμή της στατικής ροπής M = M s (βλ. Εικ. 4.1.3.1).
Ρύζι. 4.1.3.1. Μηχανικό μεταβατικό σε M=const
Εργασία 4.1.3.2
Για τον κινητήρα (ω it \u003d 100 rad / s, M n \u003d 100 Nm, J \u003d 1 kgm 2), υπολογίστε την επιτάχυνση και κατασκευάστε το μεταβατικό αντίστροφο ω (t), εάν M \u003d - 2, ω αρχικό \u003d
Λύση
Αύξηση ταχύτητας
Δω \u003d (M - M s) * t i / T d \u003d (–2 -1) * t i / T d.
Για τον βασικό χρόνο t b \u003d T d αύξηση ταχύτητας Δω \u003d -3, τελική ταχύτητα
ω τελικό = ω αρχικό + Δω = 1–3 = – 2.
Ο κινητήρας θα σταματήσει (ω τέλος = 0) στο Δω = - 1 κατά το χρόνο t i = T d / 3. Το αντίστροφο θα τελειώσει στο ω άκρο = - 1, ενώ Δω = -2, t i = 2* T d / 3 . Σε αυτό το χρονικό σημείο, η ροπή του κινητήρα πρέπει να μειωθεί σε M = M s. Η θεωρούμενη μεταβατική διεργασία ισχύει για την ενεργή στατική ροπή (βλ.
ρύζι. 4.1.3.2, α).
Με μια αντιδραστική στατική ροπή, η οποία αλλάζει πρόσημο όταν αλλάζει η κατεύθυνση της κίνησης, η μεταβατική διαδικασία χωρίζεται στα δύο
στάδιο. Πριν σταματήσει ο κινητήρας, η μεταβατική διαδικασία προχωρά με τον ίδιο τρόπο όπως με το ενεργό M s. Ο κινητήρας θα σταματήσει, ω con \u003d 0, μετά Δω \u003d - 1, χρόνος πέδησης t i \u003d T d / 3.
Όταν αλλάζει η κατεύθυνση της κίνησης, αλλάζουν οι αρχικές συνθήκες:
M s = - 1; ω αρχικό = 0; M = - 2, αρχικός χρόνος Δt έναρξης = T d /3.
Τότε η αύξηση της ταχύτητας θα είναι
Δω \u003d (M - M s) * t i / T d \u003d (-2 - (-1)) * t i / T d \u003d - t i / T d.
Στο t i \u003d T d, η αύξηση της ταχύτητας Δω \u003d - 1, ω con \u003d -1, η επιτάχυνση προς την αντίθετη κατεύθυνση θα συμβεί σε Δt \u003d T d, το αντίστροφο θα τελειώσει σε Δt \u003d 4 * T d / 3. Σε αυτό το χρονικό σημείο, η ροπή του κινητήρα πρέπει να μειωθεί σε M = M s (βλ. Εικ. 4.1.3.2, b). Έτσι, με αντιδραστικό M c, ο χρόνος αντιστροφής αυξήθηκε
Μηχανικό μέρος Η κίνηση είναι ένα σύστημα στερεών σωμάτων που κινούνται με διαφορετικές ταχύτητες. Η εξίσωση της κίνησής του μπορεί να προσδιοριστεί με βάση μια ανάλυση των ενεργειακών αποθεμάτων στο σύστημα μηχανών εργασίας του κινητήρα ή με βάση μια ανάλυση του δεύτερου νόμου του Νεύτωνα. Αλλά η πιο κοινή μορφή γραφής διαφ. Οι εξισώσεις που καθορίζουν την κίνηση ενός συστήματος στο οποίο ο αριθμός των ανεξάρτητων μεταβλητών είναι ίσος με τον αριθμό των βαθμών ελευθερίας του συστήματος είναι η εξίσωση Lagrange:
Wk είναι το απόθεμα της κινητικής ενέργειας. – γενικευμένη ταχύτητα. Το qi είναι η γενικευμένη συντεταγμένη. Το Qi είναι μια γενικευμένη δύναμη που καθορίζεται από το άθροισμα των στοιχειωδών έργων DAi όλων των ενεργών δυνάμεων σε πιθανές μετατοπίσεις Dqi:
Εάν υπάρχουν δυνάμει δυνάμεις στο σύστημα, ο τύπος Lagrange παίρνει τη μορφή:
2) 
, όπου
L=Wk-Wn είναι η συνάρτηση Lagrange ίση με τη διαφορά μεταξύ των αποθεμάτων κινητικής Wk και δυναμικής ενέργειας Wn.
Ως γενικευμένες συντεταγμένες, δηλαδή ανεξάρτητες μεταβλητές, μπορούν να ληφθούν τόσο διάφορες γωνιακές όσο και γραμμικές μετατοπίσεις στο σύστημα. Σε ένα ελαστικό σύστημα τριών μαζών, είναι σκόπιμο να λαμβάνεται η γωνιακή μετατόπιση των μαζών j1, j2, j3 και οι αντίστοιχες γωνιακές ταχύτητες w1, w2, w3 ως γενίκευση της συντεταγμένης.
Το απόθεμα κινητικής ενέργειας στο σύστημα: 
Το απόθεμα δυναμικής ενέργειας παραμόρφωσης ελαστικών στοιχείων που υπόκεινται σε συστροφή:
Εδώ M12 και M23 είναι οι ροπές ελαστικής αλληλεπίδρασης μεταξύ των αδρανειακών μαζών J1 και J2, J2 και J3, ανάλογα με το μέγεθος της παραμόρφωσης j1-j2 και j2-j3.
Οι ροπές M και Mc1 δρουν στην αδρανειακή μάζα J1. Στοιχειώδες έργο ροπών που εφαρμόζεται στο J1 σε μια πιθανή μετατόπιση Dj1.
Επομένως, η γενικευμένη δύναμη 
.
Ομοίως, η στοιχειώδης εργασία όλων των εφαρμογών στη 2η και 3η μαζική ροπή σε πιθανές μετατοπίσεις Dj2 και Dj3: 
, όπου 
, όπου 
Δεδομένου ότι η ηλεκτρομαγνητική ροπή του κινητήρα δεν εφαρμόζεται στη 2η και 3η μάζα. Συνάρτηση Lagrange L=Wk-Wn.
Λαμβάνοντας υπόψη τις τιμές των Q1`, Q2` και Q3` και αντικαθιστώντας τις στην εξίσωση Lagrange, λαμβάνουμε τις εξισώσεις κίνησης ενός ελαστικού συστήματος τριών μαζών
Εδώ η 1η εξίσωση καθορίζει την κίνηση της αδρανειακής μάζας J1, η 2η και 3η κίνηση των αδρανειακών μαζών J2 και J3.
Στην περίπτωση συστήματος δύο μαζών Мс3=0; J3=0 οι εξισώσεις κίνησης έχουν τη μορφή:
Στην περίπτωση άκαμπτου μειωμένου μηχανικού συνδέσμου.
Η εξίσωση της κίνησης έχει τη μορφή 
Αυτή η εξίσωση είναι η βασική εξίσωση κίνησης el. οδηγώ.
Στο σύστημα email η κίνηση ορισμένων μηχανισμών περιέχει στροφάλου - μπιέλα, βραχίονα, γρανάζια κάρδανου. Για τέτοιους μηχανισμούς, η ακτίνα μείωσης "r" δεν είναι σταθερή, εξαρτάται από τη θέση του μηχανισμού, έτσι για τον μηχανισμό στροφάλου που φαίνεται στο σχ. 
Σε αυτή την περίπτωση, η εξίσωση κίνησης μπορεί επίσης να ληφθεί με βάση τον τύπο Lagrange ή με βάση τη σύνταξη του ενεργειακού ισοζυγίου του συστήματος μηχανής-εργαζόμενης μηχανής. Ας χρησιμοποιήσουμε την τελευταία συνθήκη.
Έστω J η συνολική ροπή αδράνειας που μειώνεται στον άξονα του κινητήρα όλων των άκαμπτα και γραμμικά συνδεδεμένων περιστρεφόμενων στοιχείων και m είναι η συνολική μάζα των στοιχείων που συνδέονται άκαμπτα και γραμμικά με το σώμα εργασίας του μηχανισμού, που κινούνται με ταχύτητα V. Η σχέση μεταξύ w και V είναι μη γραμμικό, και . Το απόθεμα κινητικής ενέργειας στο σύστημα:
Επειδή, και 
.
Εδώ είναι η συνολική ροπή αδράνειας του συστήματος που μειώνεται στον άξονα του κινητήρα.
Δυναμική ισχύς:
Δυναμική στιγμή:
Ή γιατί, λοιπόν
Οι ληφθείσες εξισώσεις κίνησης μας επιτρέπουν να αναλύσουμε τους πιθανούς τρόπους κίνησης του el. κίνηση ως δυναμικό σύστημα.
Υπάρχουν 2 τρόποι (κίνηση) της ηλεκτρικής κίνησης: σταθερός και παροδικός, και η σταθερή κατάσταση μπορεί να είναι στατική ή δυναμική.
Σταθερή στατική λειτουργία el. κίνηση με άκαμπτες συνδέσεις πραγματοποιείται στην περίπτωση που 
, , . Για μηχανισμούς στους οποίους το Mc εξαρτάται από τη γωνία περιστροφής (για παράδειγμα, στρόφαλοι), ακόμη και στο και δεν υπάρχει στατική λειτουργία, αλλά υπάρχει μια σταθερή δυναμική λειτουργία.
Σε όλες τις άλλες περιπτώσεις, δηλ. στο και λαμβάνει χώρα ένα μεταβατικό καθεστώς.
Διαδικασία μετάβασης ελ. κίνηση ως δυναμικό σύστημα ονομάζεται ο τρόπος λειτουργίας του κατά τη μετάβαση από τη μια σταθερή κατάσταση στην άλλη, όταν αλλάζει το ρεύμα, η ροπή και η ταχύτητα του κινητήρα.
Οι μεταβατικές διεργασίες συνδέονται πάντα με μια αλλαγή στην ταχύτητα κίνησης των μαζών της ηλεκτρικής κίνησης, επομένως είναι πάντα δυναμικές διαδικασίες.
Χωρίς μεταβατικό τρόπο, δεν γίνεται ούτε μία εργασία. οδηγώ. ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ο ηλεκτροκινητήρας λειτουργεί σε μεταβατικές λειτουργίες κατά την εκκίνηση, το φρενάρισμα, την αλλαγή ταχύτητας, την οπισθοπορεία, την ελεύθερη λειτουργία (αποσύνδεση από το δίκτυο και κύλιση).
Οι λόγοι για την εμφάνιση μεταβατικών τρόπων λειτουργίας είναι είτε η πρόσκρουση στον κινητήρα προκειμένου να ελέγχεται από μια αλλαγή στην τάση εισόδου ή στη συχνότητά του, μια αλλαγή στην αντίσταση στα κυκλώματα του κινητήρα, μια αλλαγή στο φορτίο στον άξονα, μια αλλαγή στη στιγμή της αδράνειας.
Οι μεταβατικοί τρόποι λειτουργίας (διεργασίες) συμβαίνουν επίσης ως αποτέλεσμα ατυχήματος ή άλλων τυχαίων αιτιών, για παράδειγμα, όταν αλλάζει η τιμή της τάσης ή η συχνότητά της, εμφανίζεται αστοχία φάσης, ανισορροπία τάσης τροφοδοσίας κ.λπ. Μια εξωτερική αιτία (διαταραχή) είναι μόνο εξωτερική ώθηση, ενθαρρυντικό e-mail ώθηση σε παροδικές διαδικασίες.
Λειτουργίες μεταφοράς, μπλοκ διαγράμματα και χαρακτηριστικά συχνότητας του μηχανικού τμήματος της ηλεκτρικής κίνησης ως αντικείμενο ελέγχου.
Ας θεωρήσουμε πρώτα το μηχανικό μέρος ως ένα απολύτως άκαμπτο μηχανικό σύστημα. Η εξίσωση κίνησης για ένα τέτοιο σύστημα είναι:
Λειτουργία μετάδοσης 
Το δομικό διάγραμμα του μηχανικού μέρους σε αυτή την περίπτωση, όπως προκύπτει από την εξίσωση κίνησης, έχει τη μορφή που φαίνεται στο Σχ.
Ας απεικονίσουμε το LAFC και το LPFC αυτού του συστήματος. Εφόσον η σύνδεση με τη λειτουργία μεταφοράς ενσωματώνεται, η κλίση του LAFC είναι 20 dB/dec. Όταν εφαρμόζεται το φορτίο Mc=const, η ταχύτητα σε ένα τέτοιο σύστημα αυξάνεται σύμφωνα με έναν γραμμικό νόμο, και εάν το M=Ms δεν είναι περιορισμένο, τότε αυξάνεται στο ¥. Η μετατόπιση μεταξύ των ταλαντώσεων του M και του w, δηλαδή μεταξύ των τιμών εξόδου και εισόδου είναι σταθερή και ίση με .
Το σχέδιο σχεδιασμού ενός ελαστικού μηχανικού συστήματος δύο μαζών, όπως φαίνεται νωρίτερα, έχει τη μορφή που φαίνεται στο Σχ.
Το μπλοκ διάγραμμα αυτού του συστήματος μπορεί να προκύψει από τις εξισώσεις της κίνησης. ;
Λειτουργίες μεταφοράς 
.
Το μπλοκ διάγραμμα που αντιστοιχεί σε αυτούς τους ελέγχους είναι το ακόλουθο:
Για να μελετήσουμε τις ιδιότητες αυτού του συστήματος ως αντικείμενο ελέγχου, παίρνουμε MC1=MC2=0 και εκτελούμε τη σύνθεση σύμφωνα με την ενέργεια ελέγχου. Χρησιμοποιώντας τους κανόνες ισοδύναμου μετασχηματισμού μπλοκ διαγραμμάτων, μπορεί κανείς να αποκτήσει τη συνάρτηση μεταφοράς 
, συνδέοντας τη συντεταγμένη εξόδου w2 με την είσοδο, που είναι w1 και τη συνάρτηση μεταφοράς 
στη συντεταγμένη εξόδου w1.
; 
Χαρακτηριστική εξίσωση του συστήματος: 
.
Ρίζες εξίσωσης: 
.
Εδώ το W12 είναι η συχνότητα συντονισμού των ελεύθερων ταλαντώσεων του συστήματος.
Η παρουσία φανταστικών ριζών υποδηλώνει ότι το σύστημα βρίσκεται στα όρια της σταθερότητας και αν πιεστεί, δεν θα αποσυντεθεί και εμφανίζεται μια κορυφή συντονισμού στη συχνότητα W12.
Δηλώνοντας ; 
, όπου
W02 – συχνότητα συντονισμού της 2ης αδρανειακής μάζας στο J1 ®¥.
Έχοντας αυτό υπόψη, οι λειτουργίες μεταφοράς 
, και 
θα μοιάζει με:
Αντιστοιχεί στο μπλοκ διάγραμμα:
Για να αναλύσουμε τη συμπεριφορά του συστήματος, ας κατασκευάσουμε τα LACH και LPCH του μηχανικού τμήματος ως αντικείμενο ελέγχου, πρώτα με τη συντεταγμένη εξόδου w2, αντικαθιστώντας το Ww2(r) R με jW στην έκφραση. Φαίνονται στο σχ.
Από αυτό προκύπτει ότι προκύπτουν μηχανικοί κραδασμοί στο σύστημα και ο αριθμός των δονήσεων φτάνει τους 10-30. Σε αυτή την περίπτωση, η ταλάντωση της αδρανειακής μάζας J2 είναι μεγαλύτερη από αυτή των μαζών J1. Για W>W12, η κλίση της ασύμπτωτης υψηλής συχνότητας L(w2) είναι – 60 dB/dec. Και δεν υπάρχουν παράγοντες που να αποδυναμώνουν την ανάπτυξη ηχητικών φαινομένων για κανέναν. Επομένως, όταν είναι σημαντικό να ληφθεί η απαιτούμενη ποιότητα κίνησης της αδρανειακής μάζας J2, καθώς και κατά την προσαρμογή των συντεταγμένων του συστήματος, είναι αδύνατο να παραμεληθεί η επίδραση της ελαστικότητας των μηχανικών συνδέσμων χωρίς προκαταρκτική επαλήθευση.
Σε πραγματικά συστήματα, υπάρχει μια φυσική απόσβεση των κραδασμών, η οποία, αν και δεν επηρεάζει σημαντικά το σχήμα των LACH και LPCH, περιορίζει την κορυφή συντονισμού σε μια πεπερασμένη τιμή, όπως φαίνεται από τη διακεκομμένη γραμμή στο Σχ.
Για να αναλύσουμε τη συμπεριφορά του συστήματος με τη συντεταγμένη εξόδου w1, κατασκευάζουμε επίσης τα LAHP και LPHP του μηχανικού τμήματος ως αντικείμενο ελέγχου. Δομικό διάγραμμα που προκύπτει από το γρανάζι
λειτουργίες μοιάζει με:
Τα χαρακτηριστικά συχνότητας δίνονται παρακάτω:
Η κίνηση της αδρανειακής μάζας J1, όπως προκύπτει από το χαρακτηριστικό και το μπλοκ διάγραμμα, σε χαμηλές συχνότητες ταλαντώσεων της ελαστικής αλληλεπίδρασης προσδιορίζεται από τη συνολική ροπή αδράνειας 20 dB/dec. Στο M=const, η ταχύτητα w1 αλλάζει σύμφωνα με έναν γραμμικό νόμο, ο οποίος υπερτίθεται από ταλαντώσεις που προκαλούνται από μια ελαστική σύνδεση. Καθώς η συχνότητα ταλάντωσης της στιγμής M πλησιάζει το W12, το πλάτος των ταλαντώσεων της ταχύτητας w1 αυξάνεται και, στο W=W12, τείνει στο άπειρο. Από αυτό προκύπτει ότι όσο πιο κοντά στο 1, δηλ. για το J2<
και το μηχανικό μέρος του email. Η κίνηση μπορεί να θεωρηθεί ως ένας απολύτως άκαμπτος μηχανικός σύνδεσμος.
Για g>>1, δηλ. J2>J1 και εάν η συχνότητα αποκοπής 
, το μηχανικό μέρος του ελ. Η κίνηση μπορεί επίσης να θεωρηθεί απολύτως άκαμπτη (C12=άπειρο).
Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, συνήθως g=1,2¸1,6, αλλά γενικά g=1,2¸100. Η τιμή 100 είναι χαρακτηριστική για ηλεκτροκινητήρες χαμηλής ταχύτητας με γρανάζια, για παράδειγμα, για τον μηχανισμό αιώρησης του βραχίονα ενός περιπατητικού εκσκαφέα με χωρητικότητα κάδου 100 m3 και μήκος μπούμας 100 m.
Όταν η ροπή που αναπτύσσεται από τον κινητήρα είναι ίση με τη στιγμή αντίστασης του ενεργοποιητή, η ταχύτητα κίνησης είναι σταθερή.
Ωστόσο, σε πολλές περιπτώσεις η κίνηση επιταχύνεται ή επιβραδύνεται, π.χ. λειτουργεί σε λειτουργία μεταφοράς.
Μεταβατικόςο τρόπος οδήγησης είναι ο τρόπος λειτουργίας κατά τη μετάβαση από τη μια σταθερή κατάσταση στην άλλη, όταν αλλάζουν η ταχύτητα, η ροπή και το ρεύμα.
Οι λόγοι για την εμφάνιση μεταβατικών τρόπων λειτουργίας στους ηλεκτροκινητήρες είναι μια αλλαγή στο φορτίο που σχετίζεται με τη διαδικασία παραγωγής ή η επίδραση στην ηλεκτρική κίνηση κατά τον έλεγχό της, δηλ. εκκίνηση, πέδηση, αλλαγή φοράς περιστροφής κ.λπ., καθώς και διακοπή του συστήματος τροφοδοσίας.
Η εξίσωση κίνησης της ηλεκτρικής κίνησης πρέπει να λαμβάνει υπόψη όλες τις ροπές που δρουν σε μεταβατικές λειτουργίες.
Γενικά, η εξίσωση κίνησης της ηλεκτρικής κίνησης μπορεί να γραφτεί ως εξής:
Σε θετική ταχύτητα, η εξίσωση κίνησης της ηλεκτρικής κίνησης έχει τη μορφή
Η εξίσωση (2.10) δείχνει ότι η ροπή που αναπτύσσεται από τον κινητήρα εξισορροπείται από τη ροπή αντίστασης και τη δυναμική ροπή. Στις εξισώσεις (2.9) και (2.10) θεωρείται ότι η ροπή αδράνειας της μετάδοσης κίνησης είναι σταθερή, κάτι που ισχύει για σημαντικό αριθμό εκτελεστικών οργάνων.
Από την ανάλυση της εξίσωσης (2.10) μπορεί κανείς να δει:
1) για > , , δηλ. Η κίνηση επιταχύνεται.
2) πότε< , , т.е. имеет место замедление привода (очевидно, замедление привода может быть и при отрицательном значении момента двигателя);
3) στο = , ; Σε αυτή την περίπτωση, ο ηλεκτροκινητήρας λειτουργεί σε σταθερή κατάσταση.
δυναμική στιγμή(δεξιά πλευρά της εξίσωσης ροπής) εμφανίζεται μόνο κατά τις μεταβατικές περιόδους όταν αλλάζει η ταχύτητα κίνησης. Όταν επιταχύνετε την κίνηση, αυτή η ροπή στρέφεται ενάντια στην κίνηση και κατά το φρενάρισμα διατηρεί την κίνηση.
3. Η έννοια της στατικής ευστάθειας του ηλεκτροκινητήρα.
Η στατική σταθερότητα, γενικά, νοείται ως η ικανότητα ενός συστήματος να επαναφέρει ανεξάρτητα τον αρχικό τρόπο λειτουργίας με μια μικρή διαταραχή. Η στατική σταθερότητα είναι απαραίτητη προϋπόθεση για την ύπαρξη μιας σταθερής κατάστασης λειτουργίας του συστήματος, αλλά δεν προκαθορίζει την ικανότητα του συστήματος να συνεχίσει να λειτουργεί σε περίπτωση απότομων παραβιάσεων του καθεστώτος, για παράδειγμα, σε περίπτωση βραχυκυκλωμάτων.
Εικ3.1 - Αλλαγή ισχύος με αυξήσεις γωνίας.
Σημειώστε λοιπόν ένακαι, οποιοδήποτε άλλο σημείο στο ανοδικό τμήμα του χαρακτηριστικού ημιτονοειδούς ισχύος αντιστοιχεί σε στατικά σταθερούς τρόπους λειτουργίας και, αντιστρόφως, όλα τα σημεία του πτωτικού τμήματος του χαρακτηριστικού είναι στατικά ασταθή. Αυτό συνεπάγεται το ακόλουθο επίσημο σημάδι της στατικής σταθερότητας του θεωρούμενου απλούστερου συστήματος: αυξήσεις της γωνίας και της ισχύος της γεννήτριας Rπρέπει να έχει το ίδιο πρόσημο, δηλ. ή, περνώντας στο όριο:
Είναι θετικό στο< 90° (рис. 3.3). В этой области и возможны устойчивые установившиеся режимы работы системы. Критическим с точки зрения устойчивости в рассматриваемых условиях (при чисто индуктивной связи генератора с шинами приемной системы) является значение угла = 90°, когда достигается максимум характеристики мощности.
Η βασική εξίσωση κίνησης του ηλεκτροκινητήρα συνδέει την ηλεκτρομαγνητική ροπή του κινητήρα, τη στατιστική ροπή, τη στιγμή ολοκλήρωσης και την ταχύτητα του άξονα του κινητήρα.
Η διαφορά που γράφεται στην αριστερή πλευρά της έκφρασης είναι η δυναμική στιγμή
Εάν η δυναμική ροπή δεν είναι ίση με 0, τότε ο ηλεκτροκινητήρας λειτουργεί σε δυναμική λειτουργία, δηλ. υπάρχει αλλαγή στην ταχύτητα.
Αν ένα 
ή 
τότε η μονάδα είναι σε στατική (δηλαδή εγκατεστημένη) λειτουργία λειτουργίας.
ΑΠΩΛΕΙΑ ΣΕ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗ. ΑΠΟΔΟΣΕΙΣ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ
Οι απώλειες ενέργειας (ισχύς) κατά τη μεταφορά λαμβάνονται υπόψη με δύο τρόπους:
1) κατά προσέγγιση, δηλ. με τη βοήθεια της αποτελεσματικότητας και 2) εξευγενισμένα, δηλ. άμεσος υπολογισμός των συνιστωσών απώλειας. Ας εξετάσουμε αυτές τις μεθόδους.
Α. Λογιστική των απωλειών στις μεταδόσεις με χρήση αποδοτικότητας.
Το μηχανικό μέρος της ηλεκτρικής μετάδοσης κίνησης (Εικ. 1.17) περιλαμβάνει τον ρότορα του ηλεκτροκινητήρα ED με γωνιακή ταχύτητα w και μια ροπή M, έναν μηχανισμό μετάδοσης PM με απόδοση h p και σχέση μετάδοσης j, και έναν ενεργοποιητή IM, στο ο άξονας του οποίου εφαρμόζεται η ροπή M m και η ταχύτητα του άξονα w m Για λόγους σαφήνειας, υποδηλώνουμε τη στατική ροπή στη λειτουργία κινητήρα και στη λειτουργία πέδησης - . Για τον τρόπο λειτουργίας του κινητήρα, βάσει του νόμου διατήρησης της ενέργειας, μπορούμε να γράψουμε την ισότητα
, 
, όπου 
,
- η ροπή του μηχανισμού μειώνεται στον άξονα του κινητήρα.
Για τη λειτουργία πέδησης, θα έχουμε την ακόλουθη ισότητα
, 
,
Αλλά η απόδοση είναι μια μεταβλητή, ανάλογα με τις σταθερές και μεταβλητές απώλειες στη μετάδοση. Προσδιορίστε την απώλεια ροπής στο κιβώτιο ταχυτήτων για τη λειτουργία κινητήρα
,
Ας υποθέσουμε ότι στη λειτουργία πέδησης θα υπάρχει η ίδια απώλεια ροπής. Στη συνέχεια, η στατική ροπή στη λειτουργία πέδησης μπορεί να γραφτεί με την ακόλουθη μορφή:
1) 
, έπειτα 
, που αντιστοιχεί στη λειτουργία πέδησης, όταν ο κινητήρας αναπτύσσει ροπή πέδησης. Όσον αφορά τον μηχανισμό ανύψωσης, αυτό θα είναι το κατέβασμα ενός βαρέως φορτίου, όταν η στιγμή από τη δράση του φορτίου στον άξονα του κινητήρα M g υπερβαίνει τη στιγμή των απωλειών DM στο κιβώτιο ταχυτήτων. Παίρνουμε τη λεγόμενη κατάβαση φρένων.
2) 
, έπειτα 
, που αντιστοιχεί σε λειτουργία κινητήρα χωρίς πέδηση, επομένως. Για έναν μηχανισμό ανύψωσης, αυτό ισοδυναμεί με το χαμήλωμα του γάντζου όταν η ροπή από το βάρος του στον άξονα του κινητήρα M K είναι μικρότερη από τη ροπή απώλειας DM στο κιβώτιο ταχυτήτων. Έχουμε το λεγόμενο power descent.
Οι απώλειες ροπής σε ένα κιβώτιο ταχυτήτων εκφράζονται περίπου σε δύο συνιστώσες, το ένα από τα οποία είναι σταθερή τιμή για μια δεδομένη μετάδοση και το δεύτερο είναι ανάλογο της μεταδιδόμενης ροπής:
πού είναι ο σταθερός συντελεστής απώλειας;
b είναι ο συντελεστής μεταβλητών απωλειών.
M s.nom - ονομαστική στατική ροπή μετάδοσης.
M πριν - η μεταδιδόμενη ροπή, η οποία είναι ίση με τη στιγμή στην έξοδο (στην κατεύθυνση της μεταφοράς ενέργειας) άξονα μετάδοσης.
Για οδήγηση σε σταθερή κατάσταση 
. Η απόδοση μετάδοσης μπορεί να αναπαρασταθεί από την αναλογία ισχύος σε σταθερή κατάσταση.
8.1 ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΚΑΙ ΟΡΙΣΜΟΙ
Ορισμός: Η ηλεκτρική κίνηση έχει σχεδιαστεί για να θέτει σε κίνηση διάφορες μηχανές και μηχανισμούς. Αποτελείται από έναν ηλεκτροκινητήρα, εξοπλισμό ελέγχου και συνδέσμους μετάδοσης από τον κινητήρα στο μηχάνημα εργασίας. Η κίνηση μπορεί να είναι ομαδική, ατομική και πολλαπλών κινητήρων.
Στην πρώτη περίπτωση, ένας κινητήρας οδηγεί πολλά αυτοκίνητα και στη δεύτερη, κάθε αυτοκίνητο είναι εξοπλισμένο με τον δικό του κινητήρα.
Μια κίνηση πολλαπλών κινητήρων είναι μια ομάδα κινητήρων μιας μηχανής, όπου κάθε κινητήρας κινεί έναν ξεχωριστό μηχανισμό.
Από τις κύριες απαιτήσεις για μια ηλεκτρική κίνηση, πρέπει να σημειωθούν τα ακόλουθα:
1. Ο ηλεκτροκινητήρας πρέπει να έχει τέτοια ισχύ ώστε να μεταδίδει όχι μόνο στατικό φορτίο, αλλά και βραχυπρόθεσμες υπερφορτώσεις.
2. Ο εξοπλισμός ελέγχου πρέπει να πληροί όλες τις απαιτήσεις της παραγωγικής διαδικασίας του μηχανήματος, συμπεριλαμβανομένου του ελέγχου ταχύτητας, της αναστροφής κ.λπ.
8.2 ΕΞΙΣΩΣΗ ΚΙΝΗΣΗΣ ΤΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΚΙΝΗΣΗΣ
Κατά τη λειτουργία της ηλεκτροκίνησης, η ροπή του ηλεκτροκινητήρα πρέπει να εξισορροπεί τη στατική ροπή αντίστασης της μηχανής εργασίας, καθώς και τη δυναμική ροπή λόγω της αδράνειας των κινούμενων μαζών. Η εξίσωση ροπής κίνησης μπορεί να γραφτεί ως εξής:
όπου M είναι η ροπή του ηλεκτροκινητήρα.
M με - στατική ροπή αντίστασης;
Μ δυν - δυναμική στιγμή.
Η δυναμική ή αδρανειακή ροπή, όπως είναι γνωστό από τη μηχανική, ισούται με:
όπου j είναι η ροπή αδράνειας των κινούμενων μαζών, μειωμένη στον άξονα του κινητήρα, kg/m 2 .
w - γωνιακή συχνότητα περιστροφής του άξονα του κινητήρα, s -1 .
Εκφράζοντας τη γωνιακή συχνότητα περιστροφής w σε σχέση με τον αριθμό των περιστροφών n, λαμβάνουμε:
Η εξίσωση ροπής κίνησης μπορεί να γραφτεί με άλλη μορφή:
Αν n = const, τότε M dyn = 0, τότε M = M s.
8.3 ΕΠΙΛΟΓΗ ΤΗΣ ΙΣΧΥΣ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΚΙΝΗΤΗΡΑ
Οι τεχνικοί και οικονομικοί δείκτες της ηλεκτροκίνησης (κόστος, διαστάσεις, απόδοση, αξιοπιστία στη λειτουργία κ.λπ.) εξαρτώνται από τη σωστή επιλογή της ισχύος του ηλεκτροκινητήρα.
Εάν το φορτίο στον ηλεκτροκινητήρα είναι σταθερό, τότε ο προσδιορισμός της ισχύος του περιορίζεται μόνο από την επιλογή από τον κατάλογο:
όπου P n είναι η ισχύς του επιλεγμένου κινητήρα,
P φορτίο - ισχύς φορτίου.
Εάν το φορτίο στον ηλεκτροκινητήρα είναι μεταβλητό, τότε είναι απαραίτητο να έχετε ένα πρόγραμμα φορτίου I \u003d f (t).
Η ομαλή καμπύλη αντικαθίσταται από μια κλιμακωτή γραμμή, υποθέτοντας ότι κατά τη διάρκεια του χρόνου t1 το ρεύμα I1 ρέει στον κινητήρα, κατά τη διάρκεια του χρόνου t2 - το ρεύμα I2 και. και τα λοιπά. (Εικ. 8.3.1).
Το μεταβαλλόμενο ρεύμα αντικαθίσταται από ένα ισοδύναμο ρεύμα I e, το οποίο, κατά τη διάρκεια ενός κύκλου λειτουργίας t c, παράγει το ίδιο θερμικό αποτέλεσμα με ένα ρεύμα που αλλάζει σταδιακά. Επειτα:
και το ισοδύναμο ρεύμα
Το ονομαστικό ρεύμα του ηλεκτροκινητήρα πρέπει να είναι ίσο ή μεγαλύτερο από το ισοδύναμο, δηλ.
Δεδομένου ότι για όλους σχεδόν τους κινητήρες η ροπή είναι ευθέως ανάλογη με το ρεύμα φορτίου M ~ I n, η έκφραση για την ισοδύναμη ροπή μπορεί επίσης να γραφεί:
Λαμβάνοντας υπόψη ότι η ισχύς P \u003d Mw, ο ηλεκτροκινητήρας μπορεί επίσης να επιλεγεί σύμφωνα με την ισοδύναμη ισχύ:
Στη διακοπτόμενη λειτουργία, ο κινητήρας δεν έχει χρόνο να ζεσταθεί στην καθορισμένη θερμοκρασία κατά τη διάρκεια της περιόδου λειτουργίας και κατά τη διάρκεια της διακοπής λειτουργίας δεν κρυώνει στη θερμοκρασία περιβάλλοντος (Εικ. 8.3.2).
Για αυτόν τον τρόπο λειτουργίας, εισάγεται η έννοια του σχετικού χρόνου (RT). Είναι ίσος με τον λόγο του αθροίσματος του χρόνου εργασίας προς τον χρόνο κύκλου tc, που αποτελείται από το χρόνο εργασίας και το χρόνο παύσης t o:
Όσο μεγαλύτερο είναι το ΦΒ, τόσο χαμηλότερη είναι η ονομαστική ισχύς για ίσες διαστάσεις. Επομένως, ένας κινητήρας που έχει σχεδιαστεί να λειτουργεί για το 25% του χρόνου κύκλου με ονομαστική ισχύ δεν μπορεί να παραμείνει υπό φορτίο για το 60% του χρόνου κύκλου με την ίδια ισχύ. Οι ηλεκτρικοί κινητήρες κατασκευάζονται για τυπικά Φ/Β - 15, 25, 40, 60% και Φ/Β - 25%. λαμβάνεται ως ονομαστική. Ο κινητήρας υπολογίζεται για επαναλαμβανόμενη βραχυπρόθεσμη λειτουργία εάν η διάρκεια του κύκλου δεν υπερβαίνει τα 10 λεπτά. Εάν οι υπολογισμένες τιμές των φωτοβολταϊκών διαφέρουν από τις τυπικές, τότε κατά την επιλογή της ισχύος κινητήρα Pe, θα πρέπει να γίνει μια τροποποίηση:
8.4 ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΣΥΣΚΕΥΕΣ ΚΑΙ ΣΤΟΙΧΕΙΑ
Η απλούστερη και πιο κοινή συσκευή για την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση ηλεκτρικών κυκλωμάτων είναι διακόπτης μαχαιριού.
Ένα είδος διακόπτη μαχαιριού είναι ένας διακόπτης ικανός να αλλάζει το κύκλωμα, για παράδειγμα, κατά την αντιστροφή ή την εναλλαγή των περιελίξεων του κινητήρα από αστέρι σε τρίγωνο.
Ο διακόπτης μαχαιριού αποτελείται από μια λεπίδα επαφής και δύο σιαγόνες τοποθετημένες σε μια μονωμένη βάση. Η μία από τις σιαγόνες είναι αρθρωμένη. Με τον αριθμό των μαχαιριών επαφής, οι διακόπτες μαχαιριών είναι μονοπολικοί, δύο και τριπολικοί. Ο διακόπτης μαχαιριού ελέγχεται από μια μονωμένη λαβή που συνδυάζει μαχαίρια επαφής.
Μερικές φορές κατά τον έλεγχο, χρησιμοποιούνται ηλεκτρικοί κινητήρες ή άλλοι ενεργοποιητές διακόπτες παρτίδας. Πρόκειται για μια συσκευή αποσύνδεσης μικρού μεγέθους, κατά κανόνα, στρογγυλού σχήματος (Εικ. 8.4.1.). Οι επαφές 3 είναι τοποθετημένες σε σταθερούς δακτυλίους 5 από μονωτικό υλικό. Μέσα στους δακτυλίους τοποθετούνται κινητοί δίσκοι 8 με πλάκες επαφής στερεωμένες στον άξονα 7. Στο κάλυμμα 6 τοποθετείται μια συσκευή ελατηρίου, με την οποία γίνεται γρήγορο κλείσιμο και άνοιγμα του οι επαφές επιτυγχάνονται, ανεξάρτητα από την ταχύτητα περιστροφής της λαβής 1.
Ο διακόπτης συναρμολογείται και στερεώνεται στο κάλυμμα χρησιμοποιώντας το στήριγμα 4 και τα καρφιά 2.
Για τον έλεγχο κινητήρων με ρότορα φάσης, απαιτείται μεγάλος αριθμός διακοπτών για την είσοδο ή την έξοδο πρόσθετων αντιστάσεων.
Αυτή η λειτουργία εκτελείται ελεγκτές, που διακρίνονται σε τύμπανο και έκκεντρο (Εικ. 8.4.2).
Οι κινούμενες επαφές του ελεγκτή τυμπάνου, που έχουν τη μορφή τμημάτων 4, είναι τοποθετημένες στον άξονα 5. Οι σταθερές επαφές 3 τοποθετούνται στην κατακόρυφη ράγα 2 και συνδέονται εξωτερικά κυκλώματα σε αυτές. Τα τμήματα επαφής συνδέονται μεταξύ τους σύμφωνα με ένα συγκεκριμένο σχέδιο και, επιπλέον, έχουν διαφορετικά μήκη τόξου.
Όταν περιστρέφεται ο άξονας του ελεγκτή, τα τμήματα έρχονται εναλλάξ σε επαφή με τις σταθερές επαφές και το κύκλωμα ενεργοποιείται ή απενεργοποιείται.
Ο άξονας του ελεγκτή είναι εξοπλισμένος με ένα μάνδαλο 1, το οποίο του παρέχει πολλές σταθερές θέσεις.
Οι ελεγκτές κάμερας είναι πιο προηγμένοι από τους ελεγκτές τυμπάνων. Οι διαμορφωμένοι δίσκοι προφίλ 6 είναι τοποθετημένοι στον άξονα 5, οι οποίοι δρουν με την πλευρική τους επιφάνεια στον κύλινδρο του μοχλού επαφής 7, καθορίζοντας έτσι την κλειστή ή ανοιχτή θέση των επαφών 4 και 3.
Η ενεργοποίηση κυκλωμάτων ισχύος με τη βοήθεια ελεγκτών απαιτεί σημαντική σωματική προσπάθεια από τον χειριστή. Επομένως, σε εγκαταστάσεις με συχνή εναλλαγή, για το σκοπό αυτό, επαφές.
Η αρχή λειτουργίας τους βασίζεται στη χρήση ηλεκτρομαγνητικού συστήματος στον έλεγχο των επαφών ισχύος. Ο σχεδιασμός του επαφέα φαίνεται στο σχ. 8.4.3.
Μια σταθερή επαφή ισχύος 2 στερεώνεται άκαμπτα σε μια μονωμένη πλάκα 1. Υπάρχει μια κινητή επαφή ισχύος 4 στον μοχλό 3 συνδεδεμένη περιστροφικά στην πλάκα.
Για τον έλεγχο των επαφών ισχύος, ένα μαγνητικό σύστημα είναι τοποθετημένο στην πλάκα, που αποτελείται από έναν πυρήνα 5 με ένα πηνίο 6 και έναν οπλισμό 7 προσαρτημένο στον μοχλό 3. Η παροχή ρεύματος στην κινητή επαφή πραγματοποιείται από έναν εύκαμπτο αγωγό 8.
Όταν το πηνίο 6 είναι συνδεδεμένο στο δίκτυο, ο πυρήνας 5 του οπλισμού 7 θα έλκεται μαγνητικά και οι επαφές ισχύος 2 και 4 θα κλείσουν. Για να σπάσει το κύκλωμα ισχύος, το πηνίο 6 αποσυνδέεται και ο οπλισμός πέφτει μακριά από το πυρήνα κάτω από το δικό του βάρος.
Εκτός από τις επαφές τροφοδοσίας, η συσκευή διαθέτει έναν αριθμό επαφών αποκλεισμού 9, ο σκοπός των οποίων θα φαίνεται παρακάτω.
Το ηλεκτρικό κύκλωμα του ηλεκτρομαγνητικού πηνίου είναι βοηθητικό ή χειριστήριο.
Τα κουμπιά ελέγχου χρησιμοποιούνται για τον έλεγχό του. Τα κουμπιά είναι μονοκύκλωμα και διπλού κυκλώματος με επαφές κλεισίματος και διακοπής. Στις περισσότερες περιπτώσεις, τα κουμπιά κατασκευάζονται με αυτο-επιστροφή, π.χ. όταν αφαιρεθεί η μηχανική πίεση, οι επαφές τους επιστρέφουν στην αρχική τους θέση. Στο σχ. Το 8.4.4 δείχνει τη σχεδίαση ενός κουμπιού με δύο ζεύγη επαφών: κατασκευή και σπάσιμο.
Για την προστασία του κινητήρα από υπερφόρτωση, δύο θερμικά ρελέ (για δύο φάσεις) είναι τοποθετημένα στον επαφέα. Σε αυτή την περίπτωση, ο επαφέας ονομάζεται μαγνητικός εκκινητής.
Το κύριο μέρος του θερμικού ρελέ (Εικ. 8.4.5) είναι μια διμεταλλική πλάκα 1, που αποτελείται από δύο κράματα με διαφορετικούς συντελεστές διαστολής.
Η πλάκα είναι άκαμπτα προσαρτημένη στη βάση της συσκευής στο ένα άκρο και στηρίζεται στο μάνδαλο 2 στο άλλο άκρο, το οποίο, υπό τη δράση του ελατηρίου 3, τείνει να στρίβει αριστερόστροφα. Δίπλα στη διμεταλλική πλάκα τοποθετείται ένας θερμαντήρας 4, ο οποίος συνδέεται σε σειρά με τον κινητήρα. Όταν ένα μεγάλο ρεύμα ρέει μέσω του κυκλώματος ισχύος, η θερμοκρασία του θερμαντήρα θα αυξηθεί. Η διμεταλλική πλάκα θα λυγίσει προς τα πάνω και θα απελευθερώσει το μάνδαλο 2. Υπό τη δράση του ελατηρίου 3, το μάνδαλο περιστρέφεται και ανοίγει τις επαφές 6 στο κύκλωμα ελέγχου της μίζας μέσω της μονωτικής πλάκας 5. Η επιστροφή του ρελέ είναι δυνατή μόνο αφού κρυώσει η πλάκα 1. Πραγματοποιείται πατώντας το κουμπί 7.
Οι ασφάλειες χρησιμοποιούνται επίσης για την προστασία των ηλεκτρικών εγκαταστάσεων από υπερφορτώσεις. Αυτή είναι μια μη ελεγχόμενη συσκευή στην οποία μια υπερφόρτωση προκαλεί την καύση μιας ασφάλειας κατασκευασμένης από εύτηκτο υλικό. Οι ασφάλειες είναι φελλό και σωληνοειδείς (Εικ. 8. 4.6).
Υπάρχουν επίσης ελεγχόμενες συσκευές που προστατεύουν τον ηλεκτρικό εξοπλισμό από υπερφορτώσεις. Αυτά περιλαμβάνουν ρελέ υπερέντασης(Εικ. 8.4.7).
Το πηνίο ρελέ 1 έχει σχεδιαστεί για να μεταφέρει ρεύμα στο κύκλωμα ισχύος. Για να γίνει αυτό, έχει μια περιέλιξη κατασκευασμένη από σύρμα επαρκούς διατομής.
Στο ρεύμα στο οποίο έχει ρυθμιστεί το ρελέ, ο οπλισμός 2 θα έλκεται στον πυρήνα 3 του πηνίου και οι επαφές 5 στο κύκλωμα ελέγχου του μαγνητικού εκκινητή θα ανοίξουν χρησιμοποιώντας τη γέφυρα επαφής 4. Αυτό το ρελέ θα διακόψει από μόνο του την παροχή ρεύματος της εγκατάστασης από την τρέχουσα πηγή.
Συχνά υπάρχουν περιπτώσεις όπου είναι απαραίτητο να αποσυνδεθεί η ηλεκτρική εγκατάσταση από το δίκτυο, εάν το επίπεδο τάσης έχει φτάσει, η τιμή είναι μικρότερη από την επιτρεπόμενη. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιείται ρελέ χαμηλής τάσης. Ο σχεδιασμός του μοιάζει με οποιοδήποτε ηλεκτρομαγνητικό ρελέ, αλλά η λειτουργία εδώ συμβαίνει όταν η μαγνήτιση του πηνίου μειώνεται και ο οπλισμός με το σύστημα επαφής πέφτει από αυτό.
Ξεχωριστή θέση στα συστήματα προστασίας των ηλεκτρικών εγκαταστάσεων κατέχει ρελέ χρόνου. Υπάρχουν τόσο ηλεκτρομηχανικά όσο και ηλεκτρονικά ρελέ χρονισμού.
Εξετάστε τη σχεδίαση του ρελέ χρόνου τύπου EV (Εικ. 8.4.8.).
Ο κύριος κόμβος του ρελέ είναι ο μηχανισμός ρολογιού 2, που ενεργοποιείται από το ηλεκτρομαγνητικό σύστημα 1. Το πηνίο του ρελέ περιλαμβάνεται στο κύκλωμα ισχύος και όταν ενεργοποιείται, ο μηχανισμός ρολογιού τίθεται σε λειτουργία. Μετά από ένα ορισμένο χρονικό διάστημα, οι επαφές του ρελέ θα κλείσουν και η ηλεκτρική εγκατάσταση θα αποσυνδεθεί από το δίκτυο. Το ρελέ σάς επιτρέπει να το διαμορφώσετε για διάφορους τρόπους λειτουργίας.
Τα τελευταία χρόνια έχουν γίνει ευρέως διαδεδομένες συσκευές στις οποίες τα ηλεκτρομαγνητικά συστήματα και τα συστήματα επαφής συνδυάζονται σε ένα. Πρόκειται για τους λεγόμενους διακόπτες καλαμιών (Εικ. 8.4.9).
Σε μια σφραγισμένη φιάλη γεμάτη με αδρανές αέριο, συγκολλούνται δύο ή τρεις πλάκες επαφής από μόνιμο αέριο. Οι ίδιες οι επαφές (από χρυσό ή ασήμι) βρίσκονται στα ελεύθερα άκρα των πλακών. Όταν πλησιάζετε τον διακόπτη καλαμιού ενός μόνιμου μαγνήτη ή πηνίου με ρεύμα, οι επαφές θα κλείσουν ή θα ανοίξουν.
Σε σχέση με την ανάπτυξη της ραδιοηλεκτρονικής, τα συστήματα αυτόματου ελέγχου έχουν αναπληρωθεί με έναν αριθμό ανεπαφικά στοιχεία λογικής. Η μεταφορά και ο μετασχηματισμός των πληροφοριών από τον αισθητήρα στο εκτελεστικό σώμα μπορεί να πραγματοποιηθεί απλώς με διάκριση μεταξύ δύο επιπέδων (δύο τιμών) του σήματος, καθένα από τα οποία μπορεί να αντιστοιχεί, για παράδειγμα, στα σύμβολα 0 και 1 ή στις έννοιες του αλήθεια «ναι» και «όχι». Σε αυτήν την περίπτωση, το σήμα ανά πάσα στιγμή έχει μία από τις δύο πιθανές τιμές και ονομάζεται δυαδικό σήμα.
8.5.ΑΡΧΕΣ ΚΑΙ ΣΧΗΜΑΤΑ ΑΥΤΟΜΑΤΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ
8.5.1. ΑΡΧΕΣ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ
Η αρχή του αυτόματου ελέγχου είναι ότι χωρίς ανθρώπινη παρέμβαση, πραγματοποιείται αυστηρή και συνεπής εκτέλεση εργασιών ενεργοποίησης, απενεργοποίησης ηλεκτρικού εξοπλισμού, καθώς και συμμόρφωσης με τον καθορισμένο τρόπο λειτουργίας του.
Υπάρχουν δύο τύποι ελέγχου: ημιαυτόματος και αυτόματος. Στο ημιαυτόματος έλεγχοςο χειριστής εκτελεί την αρχική εκκίνηση του αντικειμένου (πατώντας ένα κουμπί, περιστρέφοντας μια λαβή κ.λπ.). Στο μέλλον, οι λειτουργίες του περιορίζονται μόνο στην παρακολούθηση της προόδου της διαδικασίας. Στο αυτόματο έλεγχοΑκόμη και η αρχική ώθηση για την ενεργοποίηση της μονάδας αποστέλλεται από έναν αισθητήρα ή ρελέ. Η εγκατάσταση λειτουργεί πλήρως σε αυτόματη λειτουργία σύμφωνα με ένα δεδομένο πρόγραμμα.
Η συσκευή λογισμικού μπορεί να κατασκευαστεί τόσο με βάση ηλεκτρομηχανικά στοιχεία όσο και χρησιμοποιώντας λογικά κυκλώματα.
8.5.2. ΣΧΗΜΑΤΑ ΕΛΕΓΧΟΥ
Ακολουθούν μερικά κοινά σχήματα ελέγχου κινητήρα στην πράξη.
Το απλούστερο από αυτά είναι ένα τριφασικό κύκλωμα ελέγχου ασύγχρονου κινητήρα που χρησιμοποιεί μαγνητικό ανιχνευτή.
Όταν πατηθεί το κουμπί "start", το πηνίο ηλεκτρομαγνήτη συνδέεται στο δίκτυο. Ο κινητός οπλισμός θα έρθει σε επαφή με τον πυρήνα του πηνίου και, με την κίνησή του, θα κλείσει τις επαφές ισχύος που τροφοδοτούν μια τριφασική τάση στον ηλεκτροκινητήρα. Ταυτόχρονα με τις επαφές τροφοδοσίας, θα κλείσουν και οι επαφές μπλοκαρίσματος, οι οποίες θα παρακάμψουν το κουμπί "start", το οποίο σας επιτρέπει να το απελευθερώσετε. Όταν πατηθεί το κουμπί "stop", το κύκλωμα τροφοδοσίας του ηλεκτρομαγνητικού πηνίου σπάει και ο οπλισμός, έχοντας απελευθερωθεί, εξαφανίζεται, ανοίγοντας ταυτόχρονα τις επαφές ισχύος. Ο κινητήρας θα σταματήσει.
Η προστασία του ηλεκτροκινητήρα από μακροχρόνια υπερφόρτωση παρέχεται εδώ από δύο θερμικά ρελέ RT, συνδεδεμένα σε δύο φάσεις. Οι επαφές αποσύνδεσης των θερμικών ρελέ RT1 και RT2 εισάγονται στο κύκλωμα τροφοδοσίας του ηλεκτρομαγνητικού πηνίου.
Για τον έλεγχο της όπισθεν κινητήρα, χρησιμοποιείται ένα κύκλωμα με δύο μαγνητικούς εκκινητήρες (Εικ. 8.5.2.2.).
Ο ένας μαγνητικός εκκινητής αλλάζει το κύκλωμα μεταγωγής του κινητήρα σε περιστροφή προς τα εμπρός και ο άλλος σε όπισθεν.
Τα κουμπιά "εμπρός" και "πίσω" συνδέουν τα πηνία τους, αντίστοιχα, και το κουμπί "σταμάτημα" και οι επαφές απενεργοποίησης του θερμικού ρελέ περιλαμβάνονται στο κοινό κύκλωμα ελέγχου.
