Elektrikli sürücünün hareket denklemi, girişi ve analizi. E.G.Voropaev Elektrik mühendisliği Elektrikli sürücünün temel hareket denklemi

Elektrikli bir tahrik tasarlamak için çalışan makinenin kinematiğini ve çalışma koşullarını bilmek gerekir. Elektrik motoru şaftı üzerindeki yük aşağıdakilerden oluşur: Statik ve dinamik yükler. Birincisi, harekete karşı faydalı ve zararlı direnç (sürtünme, kesme, ağırlık vb. kuvvetlerden); ikincisi ise cihazın belirli parçalarının hareket hızındaki değişiklikler nedeniyle tahrik sisteminde kinetik enerjinin kullanılmasından kaynaklanmaktadır. Buna göre motorun geliştirdiği tork;

Bu ifadede M st- Yararlı ve zararlı direnç kuvvetlerinin neden olduğu statik moment. Dönme hızına bağlı olmayabilir (Şek. 16.2, düz 1), sürtünme, metali keserken direnç kuvvetleri vb. tarafından oluşturulmuşsa veya bir dereceye kadar dönme hızına bağlı olabilir. Örneğin, sabit basınçlı bir sistemi besleyen bir santrifüj pompa için statik tork, sabit bir bileşenden ve dönüş hızının karesiyle orantılı bir bileşenden oluşur (Şekil 16.2, eğri). 2). Tork doğrusal olarak hıza bağlı olabilir (3) ve doğrusal olmayan (4).

Moment denkleminin (16.1) içerdiği miktar

isminde dinamik an. Bu nokta hem olumlu hem de olumsuz olabilir.

Büyüklük J, M DIN'in orantılı olduğu şeye denir eylemsizlik momenti. Bu, tüm vücut için alınan kütlelerin çarpımlarının toplamıdır. m k mesafe karesi başına bireysel vücut parçacıkları Rk karşılık gelen parçacığın dönme ekseninden konumu:

Atalet momentini vücut kütlesi çarpı karenin çarpımı olarak ifade etmek genellikle uygundur. dönme yarıçapı R in yani.

Nerede R girişi- Dağıtılmış kütle ile gerçek atalet momentine eşit bir atalet momenti elde etmek için vücudun tüm kütlesini bir noktada yoğunlaştırmanın gerekli olduğu dönme ekseninden mesafe. En basit gövdelerin atalet yarıçapları referans tablolarında belirtilmiştir.

Tahrik hesaplamalarında atalet momenti yerine volan momenti kavramı kullanıldı; atalet momentiyle basit bir ilişkiyle ilişkilendirilen bir nicelik:



burada G vücut ağırlığıdır; D= 2R girişi- atalet çapı; G- yerçekimi ivmesi; GD 2- sallanma anı.

Rotorların ve elektrik motorlarının armatürlerinin atalet momentleri genellikle kataloglarda belirtilir. Tahrik motorunun, herhangi bir ara dişli veya kayış tahriki olmadan doğrudan çalışma makinesinin çalışma kısmına (örneğin bir kesiciye) bağlanması arzu edilir. Bununla birlikte, birçok durumda, çalışma elemanının yüksek hızlı bir elektrik motoruyla birlikte nispeten düşük bir dönüş hızına (50-300 rpm) sahip olması gerektiği gerçeğinden dolayı bu mümkün değildir. Özel bir düşük hızlı elektrik motoru üretmek karlı değildir. Çok büyük boyutlara ve ağırlığa sahip olacak. Normal bir elektrik motorunu (750-3000 rpm) düşük hızlı bir tahrikle bir dişli kutusu aracılığıyla bağlamak daha mantıklıdır.

Ancak dönme veya öteleme hareketleri ve bireysel elemanlarının farklı hızları olan karmaşık bir tahrik sistemini hesaplarken, değiştirilmesi tavsiye edilir. azaltılmış sistem- bir elektrik motorunun frekansında dönen bir elemandan oluşan basitleştirilmiş bir sistem. Gerçek bir sistemden indirgenmiş bir sisteme geçildiğinde sistemdeki momentler, enerji koşulları değişmeden kalacak şekilde yeniden hesaplanır.

Örneğin bir motor açısal hızω dv'nin tek kademeli olarak bağlandığı şaft vites şanzıman açısal hızı ω p _ m olan çalışan bir makineyle (Şekil 16.3) İletim kayıplarını ihmal edersek (yukarıdaki sistemde dikkate alınırlar), o zaman sabit güç durumundan şu şekilde çıkar:


Nerede M st - çalışan makinenin gerekli statik momenti, azaltılmış motor şaftı(yani motor şaftının açısal hızı); Bay m, çalışan makinenin şaftı üzerindeki gerçek statik momentidir; k şerit = ω dv /ω r, m - dişli oranı motordan çalışan araba. Çalışan gövde F kuvvetinin etkisi altındaysa p , M dönme değil, hızda öteleme hareketleri gerçekleştirir υP, M, daha sonra sabit güce dayanarak

ve dolayısıyla gerekli azaltılmış statik moment

İndirgenmiş sistem aynı zamanda azaltılmış eylemsizlik momentlerini de içermelidir.

Azaltılmış atalet momenti sistem, yalnızca motor şaft hızı ω motor ile dönen, ancak gerçek sistemin kinetik enerji rezervine eşit bir kinetik enerji rezervine sahip olan elemanlardan oluşan bir sistemin atalet momentidir. Kinetik enerjinin değişmezliği koşulundan, bir dişli tahrik aracılığıyla bağlanan ve atalet momentli bir çalışma makinesinin ω p, m açısal hızıyla dönen bir motordan oluşan bir sistem için şu sonuç çıkar: JP, M,

veya sistemin istenen azaltılmış atalet momenti

Bu nedenle, karmaşık bir tahrik için, (16.1) ve (16.4) denklemleri, statik atalet momentlerinin verilen değerlerini belirtir. O an biliniyorsa M, Nm cinsinden ifade edilir ve dönüş hızı P, rpm, ardından karşılık gelen güç R, kW,

burada 9550 katsayısı = 60-10 3/2l'nin boyutu yoktur.

Bir elektrikli sürücünün temel hareket denklemi, motorun elektromanyetik torkunu, istatistiksel torku, entegrasyon torkunu ve motor şaftının hızını birbirine bağlar.

İfadenin sol tarafında yazılan fark dinamik anı temsil eder

Dinamik tork 0'a eşit değilse, elektrikli sürücü dinamik modda çalışır, yani. hızda bir değişiklik var.

Eğer veya daha sonra elektrikli sürücü statik (yani kurulu) çalışma modunda çalışır.


MEKANİK ŞANZIMANDA KAYIPLAR. İLETİM VERİMLİLİĞİ

İletimdeki enerji (güç) kayıpları iki şekilde dikkate alınır:

1) yakın, yani verimliliği kullanarak ve 2) rafine edilmiş, yani. Kayıp bileşenlerinin doğrudan hesaplanması. Bu yöntemleri ele alalım.

A. Verimlilik kullanılarak iletimlerdeki kayıpların muhasebeleştirilmesi.

Mekanik parça elektrikli tahrik (Şekil 1.17), w açısal hızına ve M torkuna sahip bir elektrik motorunun rotorunu, hp verimliliğine ve j dişli oranına sahip bir PM iletim mekanizmasını ve şaft üzerinde bir moment bulunan bir IM aktüatörünü içerir. Mm ve şaft hızı wm uygulanır.Daha açık olması açısından, sürüş modunda ve frenleme modundaki statik torku belirtelim. Enerjinin korunumu yasasına dayanarak motor çalışma modu için eşitliği yazabiliriz.

,
, Nerede ,

- mekanizmanın momenti elektrik motor miline indirgenmiştir.

Frenleme modu için aşağıdaki eşitliğe sahip olacağız

,
,

Ancak verimlilik, sabit ve değişken iletim kayıplarına bağlı olarak değişken bir değerdir. Motor modu için şanzımandaki tork kaybını belirleyelim

,

Frenleme modunda aynı tork kaybının olacağı varsayımını kabul edelim. Daha sonra frenleme modundaki statik tork şu şekilde yazılabilir:

1) , Daha sonra Motor fren torku geliştirdiğinde fren moduna karşılık gelir. Bir kaldırma mekanizması ile ilgili olarak, yükün motor şaftı M g üzerindeki etkisinden itibaren an, şanzımandaki DM kaybı anını aştığında, bu, ağır bir yükün indirilmesi olacaktır. Sözde fren serbest bırakma işlemini alıyoruz;

2) , Daha sonra Bu, frensiz moda, yani motor moduna karşılık gelir. Bir kaldırma mekanizması için bu, kancanın motor şaftı M K üzerindeki ağırlığının şanzımandaki kayıp momentinden DM daha az olması durumunda kancanın indirilmesine eşdeğerdir. Sözde güç düşüşü yaşıyoruz.

Bir şanzımandaki tork kayıpları yaklaşık olarak iki bileşenle ifade edilir; bunlardan biri belirli bir şanzıman için sabit bir değerdir ve ikincisi iletilen torkla orantılıdır:

sabit kayıpların katsayısı nerede;

b – değişken kayıp katsayısı;

M s.nom – nominal statik iletim torku;

M önce – çıkış (enerji aktarımı yönünde) şanzıman milindeki torka eşit olan iletilen tork.

Sabit motor modu için . İletim verimliliği, kararlı durumdaki güç oranıyla temsil edilebilir.

8.1. TEMEL KAVRAMLAR VE TANIMLAR

Tanım: Bir elektrikli sürücü, sürüş için tasarlanmıştır. çeşitli makineler ve mekanizmalar. Bu oluşmaktadır elektrik motoru, motordan çalışma makinesine kontrol ekipmanı ve şanzıman bağlantıları. Sürücü grup, bireysel ve çok motorlu olabilir.

İlk durumda, bir motor birkaç makineyi çalıştırır ve ikincisinde her makine kendi motoruyla donatılmıştır.
Çok motorlu tahrik, her motorun ayrı bir mekanizmayı çalıştırdığı, tek bir makinedeki bir grup motordur.
Elektrikli sürücünün ana gereksinimleri arasında aşağıdakilere dikkat edilmelidir:
1. Elektrik motoru, yalnızca statik yükü değil aynı zamanda kısa süreli aşırı yükleri de iletecek güce sahip olmalıdır.
2. Kontrol ekipmanı, hız kontrolü, ters çevirme vb. dahil olmak üzere makinenin üretim sürecinin tüm gereksinimlerini karşılamalıdır.

8.2. ELEKTRİK TAHRİKİNİN HAREKET DENKLEMESİ

Bir elektrikli tahrik çalışırken, elektrik motorunun torku, çalışan makinenin statik direnç momentini ve ayrıca hareketli kütlelerin ataletinin neden olduğu dinamik momenti dengelemelidir. Elektrikli tahrik tork denklemi şu şekilde yazılabilir:

burada M elektrik motorunun torkudur;
M s - statik direnç momenti;
M din - dinamik an.

Mekanikten bilindiği üzere dinamik veya eylemsizlik momenti şuna eşittir:

burada j, hareketli kütlelerin motor miline indirgenmiş atalet momentidir, kg/m2;
w - motor şaftının açısal dönme frekansı, s -1.

İfade etme açısal frekans w'nin devir sayısı n'ye kadar döndürülmesiyle şunu elde ederiz:

Elektrikli tahrik tork denklemi başka bir biçimde yazılabilir:

Eğer n = sabit ise M din = 0, o zaman M = M s.

8.3.ELEKTRİK MOTOR GÜCÜNÜN SEÇİMİ

İtibaren doğru seçim Elektrik motorunun gücü, elektrikli sürücünün teknik ve ekonomik göstergelerine (maliyet, boyutlar, verimlilik, operasyonel güvenilirlik vb.) bağlıdır.
Elektrik motorundaki yük sabitse, gücünün belirlenmesi yalnızca katalogdan seçimle sınırlıdır:

burada Rn seçilen motorun gücüdür,
P yük - yük gücü.
Elektrik motoruna gelen yük değişken ise I = f(t) yük grafiğinin olması gerekir.
Düzgün eğrinin yerini kademeli bir çizgi alır; t1 süresi boyunca I1 akımının, t2 - akım I2 süresi boyunca motorda aktığı varsayılır. vesaire. (Şekil 8.3.1).

Değişen akımın yerini, bir tc iş çevrimi sırasında aynı akımı üreten eşdeğer bir I e akımı alır, termal etki adım adım değişen akımla. Daha sonra:

ve eşdeğer akım
Elektrik motorunun nominal akımı eşdeğerine eşit veya ondan büyük olmalıdır;
Hemen hemen tüm motorlarda tork, M ~ I n yük akımıyla doğru orantılı olduğundan, eşdeğer tork ifadesini de yazabiliriz:

Güç P = Mw dikkate alındığında elektrik motoru eşdeğer güce göre de seçilebilir:

Tekrarlanan kısa süreli modda, motorun çalışma süresi boyunca belirlenen sıcaklığa kadar ısınması için zamanı yoktur ve çalışma sırasında bir mola sırasında sıcaklığa kadar soğumaz. çevre(Şekil 8.3.2).

Bu mod için bağıl AÇIK süresi (DS) kavramı tanıtılmıştır. Çalışma süresi toplamının, çalışma süresi ve duraklama süresinden oluşan çevrim süresi tc'ye oranına eşittir:

PV ne kadar büyük olursa, eşit boyutlardaki nominal güç o kadar düşük olur. Bu nedenle çevrim süresinin %25'ini nominal güçte çalıştırmak üzere tasarlanmış bir motor, çevrim süresinin %60'ı kadar aynı güçte yükte bırakılamaz. Elektrik motorları standart görev döngüleri için üretilmiştir - %15, 25, 40, 60, görev döngüsüyle - %25; nominal olarak kabul edilir. Motor, çevrim süresi 10 dakikayı geçmezse tekrarlanan kısa süreli çalışma için tasarlanmıştır. Hesaplanan PV değerleri standart değerlerden farklıysa, Re motor gücü seçilirken bir değişiklik yapılmalıdır:

8.4.ELEKTRİK CİHAZLARI VE ELEMANLARI

Elektrik devrelerini açmak ve kapatmak için en basit ve en yaygın cihaz anahtar
Bir anahtar türü, örneğin motor sargılarını yıldızdan üçgene tersine çevirirken veya değiştirirken bir devreyi yeniden bağlayabilen bir anahtardır.
Anahtar, bir kontak bıçağından ve yalıtımlı bir tabana monte edilmiş iki çeneden oluşur. Çenelerden biri menteşelidir. Kontak bıçaklarının sayısına bağlı olarak anahtarlar bir, iki ve üç kutupludur. Anahtar, kontak bıçaklarını birleştiren yalıtımlı bir tutamak tarafından kontrol edilir.
Bazen elektrik motorlarını veya diğer aktüatörleri kontrol ederken kullanılırlar. paket anahtarları. Bu, genellikle yuvarlak şekilli, küçük boyutlu bir bağlantı kesme cihazıdır (Şekil 8.4.1.). Kontaklar 3, yalıtkan malzemeden yapılmış sabit halkalara 5 monte edilmiştir. Halkaların içinde, bir eksen 7 üzerine monte edilmiş kontak plakaları olan hareketli diskler 8 bulunmaktadır. Kapağın 6 içine, hızlı kapanma ve yardımı ile bir yay cihazı yerleştirilmiştir. Sapın (1) dönme hızından bağımsız olarak kontakların açılması sağlanır.
Anahtar, braket 4 ve saplamalar 2 kullanılarak kapağa monte edilir ve takılır.
Sargı rotorlu motorları kontrol etmek için, ek dirençlerin girişi veya çıkışı için çok sayıda anahtarlama işlemi gerekir.

Bu işlem gerçekleştirilir kontrolörler tambur ve kam olarak ayrılanlar (Şekil 8.4.2).
Tambur kontrol ünitesinin segmentler (4) şeklindeki hareketli kontakları şaftın (5) üzerine monte edilmiştir. Sabit kontaklar (3) dikey rayın (2) üzerine yerleştirilir ve bunlara harici devreler bağlanır. Kontak bölümleri belirli bir düzene göre birbirine bağlanır ve ayrıca farklı yay uzunluklarına sahiptirler.
Kontrolör mili döndürüldüğünde, bölümler dönüşümlü olarak sabit kontaklarla temas eder ve devre açılır veya kapatılır.

Kontrolör şaftı, ona birkaç sabit konum sağlayan bir kilit 1 ile donatılmıştır.
Kam kontrolörleri tambur kontrolörlerinden daha gelişmiştir. Şekillendirilmiş profil diskleri (6), yanal yüzeyleri ile kontak kolunun (7) silindiri üzerinde hareket eden, böylece kontakların (4 ve 3) kapalı veya açık konumunu belirleyen şaftın (5) üzerine monte edilir.
Kontrolörleri kullanarak güç devrelerini değiştirmek, operatörün önemli miktarda fiziksel çaba harcamasını gerektirir. Bu nedenle sık anahtarlama yapılan tesisatlarda bu amaçla kullanılırlar. kontaktörler.
Çalışma prensipleri, bir elektromanyetik sistemin güç kontaklarını kontrol etmede kullanılmalarına dayanmaktadır. Kontaktörün tasarımı Şekil 2'de gösterilmektedir. 8.4.3.

Yalıtılmış bir plakanın (1) üzerine sabit bir güç kontağı (2) sağlam bir şekilde monte edilmiştir. Plakaya menteşelenen bir manivela (3) üzerinde hareketli bir güç kontağı (4) bulunmaktadır.
Güç kontaklarını kontrol etmek için, bir bobin (6) içeren bir çekirdek (5) ve kola (3) bağlı bir armatürden (7) oluşan plaka üzerine manyetik bir sistem monte edilir. Hareketli kontağa akım beslemesi esnek bir iletken (8) tarafından gerçekleştirilir.
Bobin (6) ağa bağlandığında, armatürün (7) çekirdek (5) tarafından manyetik bir çekimi meydana gelecek ve güç kontakları (2 ve 4) kapanacaktır. Güç devresini kesmek için, bobin (6) bağlantısı kesilir ve armatür, çekirdek kendi ağırlığı altındadır.
Cihaz, güç kontaklarına ek olarak, amacı aşağıda gösterilecek olan bir dizi bloke kontaklarına (9) sahiptir.
Elektromıknatıs bobininin elektrik devresi yardımcı veya kontroldür.
Kontrol etmek için kontrol düğmeleri kullanılır. Düğmeler normalde açık ve kapalı kontaklara sahip tek devreli ve çift devrelidir. Çoğu durumda, düğmeler kendi kendine dönüşle yapılır, yani. mekanik basınç kaldırıldığında kontakları orijinal konumlarına döner. İncirde. 8.4.4 iki çift kontağa sahip bir düğmenin tasarımını göstermektedir: normalde açık ve normalde kapalı.

Elektrik motorunu aşırı yükten korumak için kontaktöre iki termik röle (iki faz için) monte edilmiştir. Bu durumda kontaktöre manyetik yol verici denir.
Termal rölenin ana kısmı (Şekil 8.4.5), farklı genleşme katsayılarına sahip iki alaşımdan oluşan bimetalik bir plakadır (1).

Plaka, bir ucunda cihazın tabanına sağlam bir şekilde tutturulmuştur ve diğer ucunda, yayın (3) etkisi altında saat yönünün tersine dönme eğiliminde olan mandala (2) dayanmaktadır. Motora seri olarak bağlanan bimetalik plakanın yanına bir ısıtıcı (4) yerleştirilir. Güç devresinden büyük bir akım geçtiğinde ısıtıcının sıcaklığı artacaktır. Bimetalik plaka yukarı doğru bükülecek ve mandalı (2) serbest bırakacaktır. Yayın (3) etkisi altında mandal döner ve yalıtım plakası (5) aracılığıyla marş motoru kontrol devresindeki kontakları (6) açar. Rölenin geri dönüşü ancak plaka 1 soğuduktan sonra mümkündür, 7 numaralı tuşa basılarak gerçekleştirilir.
Sigortalar ayrıca elektrik tesisatlarını aşırı yüklenmelerden korumak için de kullanılır. Bu, aşırı yükün düşük erime noktasına sahip bir malzemeden yapılmış pürüzsüz bir ek parçanın yanmasına neden olduğu kontrolsüz bir cihazdır. Sigortalar fişli veya boru şeklinde olabilir (Şek. 8. 4.6).

Elektrikli ekipmanı aşırı yüklenmelerden koruyan kontrollü cihazlar da vardır. Bunlar şunları içerir: aşırı akım rölesi(Şekil 8.4.7).
Röle bobini 1, güç devresindeki akımın akışı için tasarlanmıştır. Bunu yapmak için yeterli kesite sahip telden yapılmış bir sargıya sahiptir.
Rölenin yapılandırıldığı akımda, armatür (2) bobin çekirdeğine (3) çekilecek ve kontak köprüsü (4) kullanılarak, manyetik yol vericinin kontrol devresindeki kontaklar (5) açılacaktır. Bu röle, mevcut kaynaktan tesisata gelen güç beslemesini otomatik olarak kesecektir.

Gerilim seviyesi izin verilen değerin altında bir değere ulaştığında, elektrik tesisatının ağdan ayrılmasının gerekli olduğu durumlar sıklıkla vardır. Bu amaçla bir röle kullanılır minimum voltaj. Tasarımı herhangi bir elektromanyetik röleye benzer, ancak buradaki çalışma, bobinin mıknatıslanması azaldığında ve kontak sistemli armatür ondan uzaklaştığında meydana gelir.
Elektrik tesisatlarına yönelik koruma planlarında özel bir yer işgal edilmiştir. zaman rölesi. Hem elektromekanik hem de elektronik zaman röleleri vardır.
EV tipi bir zaman rölesinin tasarımını ele alalım (Şekil 8.4.8.).

Ana röle ünitesi, elektromanyetik sistem 1 tarafından tetiklenen saat mekanizması 2'dir. Röle bobini güç devresine bağlanır ve tetiklendiğinde saat mekanizması devreye girer. Belirli bir süre sonra röle kontakları kapanacak ve elektrik tesisatının şebekeyle bağlantısı kesilecektir. Röle, onu çeşitli çalışma modları için yapılandırmanıza olanak tanır.
İÇİNDE son yıllar elektromanyetik ve elektronik cihazların yaygınlaştığı iletişim sistemi tek bir bütün halinde birleştirilir. Bunlar sözde kamış anahtarlardır (Şekil 8.4.9).

İki veya üç permalloy kontak plakası, inert bir gazla doldurulmuş kapalı bir şişeye lehimlenir. Kontakların kendisi (altın veya gümüşten yapılmış) plakaların serbest uçlarında bulunur. Akımlı bir kalıcı mıknatıs veya bobin kamış anahtara yaklaştığında kontaklar kapanacak veya açılacaktır.
Radyo elektroniğinin gelişmesiyle bağlantılı olarak, otomatik kontrol sistemleri bir dizi yenilenmiş temassız mantık elemanları. Bilginin sensörden aktüatöre aktarılması ve dönüştürülmesi, her biri örneğin 0 ve 1 simgelerine veya doğruluk kavramlarına karşılık gelebilen iki sinyal seviyesi (iki değer) arasında basit bir ayrım yapılarak gerçekleştirilebilir. "Evet ve hayır". Bu durumda, sinyal herhangi bir zamanda iki olası değerden birine sahiptir ve ikili sinyal olarak adlandırılır.

8.5. OTOMATİK KONTROL İLKELERİ VE ŞEMALARI

8.5.1. YÖNETİM PRENSİPLERİ

Otomatik kontrolün ilkesi, insan müdahalesi olmadan, elektrikli ekipmanın açılıp kapatılmasının yanı sıra belirtilen çalışma moduna uyum için katı ve sıralı işlemlerin gerçekleştirilmesidir.
İki tür kontrol vardır: yarı otomatik ve otomatik. Şu tarihte: yarı otomatik kontrol operatör nesnenin ilk fırlatılmasını gerçekleştirir (bir düğmeye basmak, bir düğmeyi çevirmek vb.). Gelecekte işlevleri yalnızca sürecin ilerleyişini izlemeye indirgenecek. Şu tarihte: otomatik kontrol kurulumun açılmasına yönelik ilk dürtü bile bir sensör veya röle tarafından gönderilir. Kurulum tamamen çalışıyor otomatik mod Belirli bir programa göre.
Yazılım cihazı hem elektromekanik elemanlar temelinde hem de mantıksal devreler kullanılarak yapılabilir.

8.5.2. KONTROL DEVRESİ

Burada pratikte yaygın olarak karşılaşılan birkaç elektrik motoru kontrol devresi bulunmaktadır.
Bunların en basiti, manyetik bulucu kullanan asenkron üç fazlı bir motor için kontrol devresidir.
"Başlat" düğmesine bastığınızda elektromıknatıs bobini ağa bağlanır. Hareketli armatür bobin çekirdeğine temas edecek ve hareketi ile elektrik motoruna üç fazlı voltaj sağlayan güç kontaklarını kapatacaktır. Güç olanlarla eşzamanlı olarak, "başlat" düğmesini atlayan ve serbest bırakılmasına izin veren engelleme kontakları da kapanır. "Durdur" düğmesine bastığınızda, elektromıknatıs bobininin güç kaynağı devresi kesilir ve serbest kalan armatür düşer, böylece güç kontakları açılır. Elektrik motoru duracaktır.
Elektrik motorunun uzun süreli aşırı yükten korunması burada iki faza bağlanan iki termik röle RT tarafından sağlanır. PT1 ve PT2 termal rölelerinin bağlantı kesme kontakları, elektromıknatıs bobininin güç devresine sokulur.

Ters motor kontrolü için iki manyetik yol vericili bir devre kullanılır (Şekil 8.5.2.2.).
Bir manyetik yol verici, motor anahtarlama devresini ileri dönüş için, diğeri ise geri dönüş için anahtarlar.
“İleri” ve “geri” düğmeleri sırasıyla bobinlerini bağlar ve “durdurma” düğmesi ve termik röle kapatma kontakları ortak kontrol devresinde bulunur.

Elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren elektrik motorları dönme hareketi yaratır; takım tezgahlarının önemli bir kısmı da dönen çalışma parçalarına sahiptir; Bu nedenle öncelikle bu durum için hareket denkleminin türetilmesi uygun görünmektedir. dönme hareketi.

Dönen bir cisim için dinamiğin temel yasasına uygun olarak, dönme eksenine göre etki eden momentlerin vektör toplamı açısal momentumun türevine eşittir:

Elektrikli tahrik sistemlerinde ana çalışma modu elektrik makinesi motorludur. Bu durumda direnç momenti, rotorun hareketine bağlı olarak frenleyici bir karaktere sahiptir ve motor torkuna etki eder. Bu nedenle direnç torkunun pozitif yönü, motor torkunun pozitif yönünün tersi olarak alınır ve bunun sonucunda denklem (5.1) şu şekilde yazılır:

(5.2)

Tahrik hareketi denklemi (5.2), motor tarafından geliştirilen torkun, şaftındaki direnç momenti ve atalet veya dinamik tork ile dengelendiğini gösterir. Nerede ω - bu bağlantının açısal hızı, rad/s.

Açısal hızın (rad/s), aşağıdaki ilişki ile dönüş hızı n (rpm) ile ilişkili olduğuna dikkat edin.

Denklem (5.2)'de, sürücünün eylemsizlik momentinin sabit olduğu varsayılmaktadır; bu, önemli sayıda üretim mekanizması için doğrudur. Burada momentler vektörel değil cebirsel büyüklüklerdir, çünkü her iki moment de aynı dönme eksenine göre hareket eder. Sağ Taraf Denklemlere (5.2) eylemsizlik (dinamik) moment (), yani denir.

Bu an yalnızca sürücü hızı değiştiğinde geçici modlarda ortaya çıkar. (5.3)'ten dinamik torkun yönünün her zaman elektrikli sürücünün hızlanma yönüyle çakıştığı sonucu çıkar. Dinamik torkun işaretine bağlı olarak, elektrikli sürücünün aşağıdaki çalışma modları ayırt edilir:

1), yani. sürücü hızında hızlanır ve hızında yavaşlar.

2), yani. sürücü hızında yavaşlar ve hızında hızlanır.

3), yani , bu durumda sürücü sabit durumda çalışır; .

Tork değerlerinin önündeki işaretlerin seçimi, motorun çalışma moduna ve direnç torklarının niteliğine bağlıdır.

Yalnızca içinde bulunan öğelere sahip sistemlerle birlikte dönme hareketi bazen sistemlerle uğraşmak zorunda kalırsınız giderek ilerlemek. Bu durumda moment denklemi yerine sisteme etki eden kuvvetlerin denklemini dikkate almak gerekir.

Öteleme hareketi sırasında, itici kuvvet her zaman makinenin direnç kuvveti ve hız değiştiğinde ortaya çıkan atalet kuvveti ile dengelenir. Bir cismin kütlesi kilogram cinsinden ve hızı saniyede metre cinsinden ifade edilirse, çalışan bir makineye etki eden diğer kuvvetler gibi atalet kuvveti de newton () cinsinden ölçülür.

Yukarıdakilere uygun olarak öteleme hareketi sırasındaki kuvvetlerin denge denklemi şu şekilde yazılır:

. (5.4)

(5.4)'te vücut kütlesinin sabit olduğu varsayılmaktadır; bu, önemli sayıda üretim mekanizması için doğrudur.

  • Elektrikli sürücünün termal çalışma modları. Kısa süreli çalışma için elektrik motoru gücünün hesaplanması ve seçimi.
  • Yük diyagramlarının ve takogramların hesaplanması.
  • Motorları ısıtma ve aşırı yük kapasitesi açısından kontrol etme, motor gücünü standart pv'ye dönüştürme yöntemleri.
  • Uzun süreli çalışma için motor gücünün hesaplanması ve seçimi
  • Açma süresi (pw). Motor gücünün standart pv'ye dönüştürülmesi. Motorun ısınma ve aşırı yük kapasitesi açısından kontrol edilmesi.
  • Seri uyarmalı DC motorların mekanik özellikleri.
  • Seri uyarımlı DC motorları frenleme yöntemleri.
  • Bağımsız uyarımlı DC motorların hızını düzenleme yöntemleri.
  • Bağımsız uyarımlı DC motorların hızını düzenleme yöntemleri.
  • Elektrik motorlarının hız kontrolünün temel göstergeleri. Seri uyarılmış DC elektrik motorlarının hızını düzenleme yöntemleri.
  • Bağımsız bir uyarma DC motorunun (rdt, rp) fren dirençlerinin hesaplanması.
  • Seri uyarımlı DC motorlara sahip sürücülerde yol verme dirençlerinin hesaplanması.
  • Bağımsız uyarımlı DC motorlara sahip sürücülerde başlatma dirençlerinin hesaplanması.
  • Armatür sargısı atlandığında ve seri direnç açıldığında bağımsız uyarma DC motorlarının hız ayarı.
  • Cehennemi açmak için kademeli devreler. Otomatik kontrol sisteminde asenkron motorların hız regülasyonu.
  • Asenkron bir motor için karşı kademenin hesaplanması.
  • Asenkron motorun tekrar çalıştırılarak frenlenmesi.
  • Asenkron motorların hız regülasyonu.
  • Asenkron motorların kalkış dirençlerinin hesaplanması.
  • G-d sisteminde elektrik motorlarının hızının düzenlenmesi. Sistemin mekanik özellikleri g. Düzenleme aralıkları.
  • DC ve AC motorların dinamik frenlenmesi. Mekanik özelliklerin hesaplanması.
  • Armatür sarımının şöntlenmesiyle hız ayarı.
  • Bir valf elektrikli tahrikinin ana elektrik ekipmanının hesaplanması ve seçimi.
  • Bir valf elektrikli tahrikinin mekanik özellikleri.
  • Valf elektrikli tahrikinin temel özellikleri. Tristörlü dönüştürücülerin uçtan uca (düzenleyici) özelliklerinin hesaplanması.
  • Tristörlü DC elektrikli sürücünün doğrultucu ve invertör çalışma modu.
  • Tp-d sisteminde düzeltilmiş voltajın kontrolü.
  • Tp-d sisteminde motorların hızının düzenlenmesi. Mekanik özelliklerin hesaplanması.
  • TP-D sisteminde düzeltilmiş voltajın düzenlenmesi.
  • Tp-d sisteminin enerji özellikleri
  • TFC-AD sistemleri
  • TFC-AD sisteminde hız regülasyonu
  • TFC-SD sisteminde hız regülasyonu.
  • Motoru çalıştırırken geçici süreçler
  • Senkron motorların mekanik özellikleri. Senkron motorların çalıştırılması ve frenlenmesi.
  • Senkron motorların çalıştırılmasının özellikleri. Senkron motorlar için çeşitli başlatma şemaları.
  • Edebiyat
    1. Elektrikli sürücünün temel hareket denklemi.

    Elektromekanik bir sistem için güç dengesi koşulu herhangi bir zamanda karşılanmalıdır:

    Nerede
    - motor tarafından mile iletilen güç;

    - statik direnç kuvvetlerinin gücü;

    - dinamik güç, kinetik enerjiyi değiştirmeye gider
    Motor devrinin değiştiği proseslerde.

    Buna karşılık kinetik enerji denklemi yazılacaktır:

    Veya dinamik güç için:

    Eğer Ve zamanla değişirse şunu elde ederiz:

    Güç değerlerini eşitleyerek şunu elde ederiz:

    Bu bağımlılık elektrikli sürücünün hareket denklemidir. Çoğu mekanizma için
    . O zaman denklem şu şekli alacaktır:

    Bu denklemi analiz edelim:

    Bir elektrikli sürücünün temel hareket denklemi tüm mühendislik hesaplamalarının temelidir. Buna dayanarak, örneğin bir motor şeması gibi hesaplamalar yapılır, bir motor seçilir, başlatma torkları ve akımları hesaplanır ve elektrikli sürücünün dinamikleri değerlendirilir.

    1. Elektrikli tahrik stabilitesine ilişkin temel kavramlar.

    Elektrikli sürücünün stabilitesi, motorun mekanik özellikleri ile aktüatörün mekanik özelliklerinin karşılaştırılmasıyla belirlenir (
    Ve
    ). Kan basıncı örneğine bakalım.

    Aktüatörlerin üç mekanik özelliğini ele alalım:


    Bu modda motor, yük torkunun ve mekanik kayıp torkunun üstesinden gelir. Çalışma modu stabildir.


    Bu modda iki kesişme noktamız var (2 ve 3). Hız sürdürülebilirdir . Çünkü hızdaki küçük bir sapma, ters işaretteki (wMiliwM) torktaki değişiklikle telafi edilir.

    3. nokta için wM.

    1. Elektrikli tahrik başlatma ve yavaşlama süresinin belirlenmesi

    Başlangıç ​​zamanı, elektrikli sürücünün temel hareket denklemine göre belirlenebilir:

    .

    Zaman bileşenini bu denklemden ayıralım:

    ;

    Bu ifadeyi entegre edersek şunu elde ederiz:

    .

    Bu denklem, hızın 0'dan son (sabit) hıza yükselme süresini belirler.

    Frenleme süresi aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir:

    1. Elektrikli sürücünün termal çalışma modları. Çeşitli termal koşullarda elektrik motoru gücünün hesaplanması ve seçiminin özellikleri.

    Bir elektrikli makinenin çalışma modu, çalışma sırasında yükün boyutu ve süresi, kapanmalar, frenleme, başlatma ve geri alma ile karakterize edilen, belirlenmiş alternatif dönem sırasıdır.

    1. Uzun modS1 – sabit bir nominal yükteyken
    motor o kadar uzun süre çalışır ki, tüm parçalarının aşırı ısınma sıcaklığı sabit durum değerlerine ulaşmayı başarır
    . Sürekli modlar var sabit yük(Şekil 1) ve yük değiştirme(Şekil 2).

    2. Kısa vadeli modS2 – sabit nominal yük periyotları motorun kapanma periyotlarıyla değiştiğinde (Şekil 3). Bu durumda motorun çalışma süreleri o kadar kısa ki motorun tüm parçalarının ısıtma sıcaklıkları kararlı durum değerlerine ulaşmıyor ve motorun kapanma süreleri o kadar uzun ki motorun tüm parçalarının ortam sıcaklığına kadar soğuması için zaman var. Standart, yükleme periyotlarının süresini 10, 30, 60 ve 90 dakika olarak belirlemektedir. Kısa süreli modun sembolü yükleme periyodunun süresini gösterir; örneğin S2 - 30 dakika.

    3. Aralıklı mod S3 – kısa süreli motor çalışması sırasında motor kapatma dönemleriyle dönüşümlü olarak ve çalışma süresi boyunca sıcaklık artışının sabit durum değerlerine ulaşması için zaman yoktur ve duraklama sırasında motor parçalarının ortam sıcaklığına soğuması için zaman yoktur. Aralıklı modda toplam çalışma süresi periyodik olarak tekrarlanan süre döngülerine bölünür
    .

    Aralıklı çalışmada motor ısınma grafiği testere dişi eğrisine benzer (Şekil 4). Motor aralıklı moda karşılık gelen aşırı ısınma sıcaklığının sabit bir değerine ulaştığında
    Motorun aşırı ısınma sıcaklığı dalgalanmaya devam ediyor
    önce
    . burada
    Motor çalışma modunun uzatılması durumunda ortaya çıkacak belirlenmiş aşırı ısınma sıcaklığından daha düşük (
    <
    ).

    Aralıklı mod aşağıdakilerle karakterize edilir: bağıl uzunlukdahil etme ömrü:
    .
    Mevcut standart, %15, 25, 40 ve 60'lık görev döngülerine sahip nominal aralıklı modları sağlar (uzun vadeli mod görev döngüsü için = 100 %). Aralıklı modun sembolünde görev döngüsünün değeri gösterilir, örneğin S3-40%.

    Pasaportunda gücü PV = %100 olarak gösterilen bir motor seçilirken yeniden hesaplama aşağıdaki formül kullanılarak yapılmalıdır:

    .

    Dikkate alınan üç nominal mod temel olarak kabul edilir. Standart ayrıca ek modlar da sağlar:

      saat başına başlatma sayısı 30, 60, 120 veya 240 olan sık başlatmalı aralıklı mod S4;

      her döngünün sonunda sık başlatma ve elektrikli frenleme ile aralıklı S5 modu;

      sık geri dönüş ve elektrikli frenleme ile S6 hareket modu;

      sık çalıştırma, geri alma ve elektrikli frenleme ile S7 hareket modu;

      iki veya daha fazla farklı hıza sahip S8 hareket modu;

    Şekil 1 Şekil 2


    Şekil 3 Şekil 4

    "