5.9 - сурет. Электр қозғалтқышының механикалық сипаттамалары

Дата: 2025-05-21; Просмотры: 3

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

г) жылдамдық өзгерген кезде иінкүш өзгеріссіз қалатын абсолютті жұмсақ сипаттама, бұл сипаттама «қозғалтқыш – ток көзі» жүйесінде орын алады (4 қисығы).

5.4. Электр жетегі қозғалысының теңдеуі

Электр жетегінің тұрақтанған режім жұмысында қозғалтқыштың айналдырушы иінкүші механизмнің кедергі иінкүшіне тең және жетектің жылдамдығы тұрақты болады. Электр жетегінің бір тұрақтанған жұмыс күйінен екінші күйіне өткен кезде анықталған заңдар бойынша инерция күшінің пайда болуына байланысты жүйедегі жылдамдық, иінкүш және ток өзгереді, бұл процесс өтпелі процесс деп аталады. Олардың пайда болу себептері – қозғалтқыш білігіндегі жүктеменің немесе электр жетегінің басқарушы әрекетінің өзгеруі, яғни іске қосу, тежеу, айналу бағытын өзгерту және т. б. режімдері орын алады. Бұл жағдайда түзу қозғалыс күштерінің теңесу теңдеуін мына түрде жазуға болады

, (5.3)

мұнда F – механизмнің кедергі күшімен F_с теңесетін қозғаушы күш;

– жылдамдық өзгерген кездегі инерция күші;

m – дене массасы.

Механизмге әсер етуші күштің өлшем бірлігі кг м∙с^-2.

Айналмалы қозғалыс үшін иінкүштер теңесуінің теңдеуі немесе электр жетегінің қозғалыс теңдеуі мына түрде жазылады

. (5.4)

Электр қозғалтқышының айналдырушы иінкүші оның білігіндегі кедергі иінкүші М_с мен динамикалық иінкүшімен теңеседі, мұнда жетектің инерция иінкүші көптеген өндірістік механизмдер үшін тұрақты:

M> Мс кезінде; > 0 - жетек үдеу режімінде;

М < Мс кезінде; < 0 - жетек баяулау режімінде;

= 0 кезінде жетек тұрақтанған жұмыс режімінде болады.

Динамикалық иінкүш электр жетегінің тек ғана өтпелі режимінде, жылдамдық өзгергенде пайда болады. Бұл иінкүш қозғалысқа қарсы бағытталған, тежеу кезінде ол қозғалысты ұстап тұрады. Осыны есепке алып, жетектің қозғалыс теңдеуінің жалпы жағдайдағы түрін аламыз

. (5.5)

5.4.1. Электржетегінің жұмыс режимдерін жіктеу

Электр механикалық құрылғылар жүйесін талдау және синтездеу негізінде бір бөлігі механизмдердің сипаттамасына, екіншісі – тікелей электр жетегіне қойылатын талаптарға қатысты болатын белгі бойынша механизмдердің жіктелуіне сүйенетін принциптер қойылу керек.

Электржетегі жүйесінің принциптік шешім таңдауын анықтайтын механизмдер сипаттамаларының келесі белгілері бола алады:

а) уақыт бойынша жұмыс режімі (3.1а - суреті) – үздіксіз (1 қисығы) және циклдік (2 қисығы) әрекет ету. Механизмнің үздіксіз режім жұмысы деп технологиялық амал толық орындалып бітетін ұзақ режім жұмысы. Механизмнің үздіксіз әрекет ету уақыты жетектік қозғалтқыштың қызу тұрақтысынан Т_қ аз болмауы керек. Циклдік режим технологиялық амал циклі t_ц ағымында жұмыс t_ж және үзіліс t_ү периодтарының ауысуымен сипатталады;

б) жылдамдық бойынша жұмыс режимі (3.1б - сурет) – реверсті емес (1 қисығы) және ревесті (2 қисығы). Берілген режим электр жетегі жүйесінің принциптік шешіміне әсер етеді, бірақ үздіксіз әрекет ету механизмдерінде жетектік қозғалтқышты қызуы бойынша талдауы кезінде оған аса мән берілмейді;

5.10 - сурет

в) жүктеменің уақыт бойынша өзгеру сипаты – тұрақты (3.1в - сурет, 1 қисығы), айнымалы (3.1в - сурет, 2 қисығы), соққылы (3.1г - сурет, 1 қисығы), кездейсоқ (3.1г - сурет, 2 қисығы);

г) жүктеменің жылдамдық бойынша өзгеру сипаты – тұрақты (активті жүктеме, 3.1д - сурет, 1 қисығы), құрғақ үйкеліс типті (реактивті жүктеме) М = sin(w) (3.1д - сурет, 2 қисығы), айнымалы M = bwⁿ типті (3.1д - сурет, 3 қисығы).

. (5.6)

Электр жетегінің бақару жүйесін таңдауды анықтайтын келесі белгілер болуы мүмкін:

а) координаттарды реттеу – талап етілмейді; жылдамдықты w, үдеуді e, иінкүшті М, жолды S және т.б. реттеу қажет;

б) реттеу дәлдігі – талап етілмейді, шектелген дәлдікпен реттеу талап етіледі, прецизионды, жоғарғы дәлділікпен реттеу қажеттілігі бар;

в) координаттарды жатықтық реттеу;

г) реттеу тәсілі – қолмен, жартылай автоматты, автоматты, бағдарламалық.

Өндірістік механизмдердің әртүрлі жұмыс шарттары электр жетегінің әртүрлі режімдерін шарттайды. Ол режимдер шартты белгілеулері S1-S8 бар сегіз режімге жіктеледі (3.2 - сурет). Бұл жағдай қозғалтқышты қуаты бойынша дәлірек есептеуге және таңдауға мүмкіндік береді. Электр машинасының ұзақ нақты жұмыс режімінде біліктегі жүктеме өзгермейді және оның барлық бөлігіндегі температура тұрақтанған мәніне жеткенше жалғасады.

3.2 - суретінде қозғалтқыш білігіндегі қуат Р, қуат шығындары және температураның q^° уақытқа тәуелділігі қозғалтқыштың ұзақ нақты жұмыс режімінде келтірілген.

5.11 - сурет Қозғалтқыштың ұзақ жұмыс режімінің сипаттамалары

Қысқа уақыттық нақты жұмыс режімі S2 деп өзгеріссіз нақты жүктеме периоды машинаның ажыратылу периодымен алма кезек ауысу режимін атайды. Бұл кезде жүктеме периоды машина температурасы тұрақты режимге жететіндей ұзақ емес, ал тоқтап тұру периоды машина бөліктері қоршаған орта температурасына дейін суып бітетіндей ұзақ болады (3.4 - сурет).

Бұл режимдегі тағайындалған жұмысшы периодының ұзақтығы 10, 30, 60, 90 минут.

5.12 – сурет. Қозғалтқыштың қысқа уақыттық нақты жұмыс режімінің сипаттамалары

Қайталанбалы – қысқа уақыттық нақты жұмыс режимі S3 деп өзгеріссіз нақты жүктеменің қысқа уақыттық периодтары (жұмысшы периодтар) машинаның ажыратылу периодымен алма-кезек ауысу режимін атайды, бұл кезде жұмысшы периоды температураның жоғарылауы тұрақты мәніне жететіндей соншалықты ұзақ емес (5.12 - сурет).

5.13 – сурет. Қозғалтқыштың қайталанбалы - қысқа уақыттық нақты жұмыс режімінің сипаттамасы

Қайталанбалы - қысқа уақыттық нақты режімі жиі іске қосуы бар S4 режімі.

Қайталанбалы - қысқа уақыттық нақты режімі жиі іске қосуы және электрлік тежеу S5 режимі.

Нақты жұмыс режімі жиі іске қосуы бар S6 режімі.

Нақты жұмыс режімі жиі кері айналдыруы бар S7 режімі.

Нақты жұмыс режімі екі және көп бұрыштық жылдамдықтармен аралас S8 режимі.

Әрбір өндірістік механизм жетектік электр қозғалтқышына әсер етудің ерекшелігіне ие және жоғарыда сипатталған нақты режімдердің біріне келтірілуі мүмкін.

5.5. Автоматтандырылған электржетек жүйесінің қозғалысының теңдеуі

Электр энергиясын механикалық энергияға түрлендіру үшін және түрлендірілген электр энергиясымен басқарудағы электрмеханикалық құрылғы электржетек деп аталады.

5.1-суретте өндірістік механизмдегі автоматтандырылған электржетектің толық функционалды сұлбасы көрсетілген. Жетектің басқару ЖБ жүйесі, күштік КЖБ және ақпараттық құраушыларымен бірге, қоректі U_c,I_c,f_c параметрлерімен және оларды ЭД қозғалтқыштың қоректенуі үшін соңғы жұмыс режіміне сәйкес түрлендіреді. Беру механизмі БМ, ЭД білігіндегі механикалық параметрлер мен моменттің М_В және айналу жиілігінің ω _В түрлендірілуі үшін және олардың орындаушы механизмге ОМ жіберу қызметін атқарады.

Тұйық жүйелерде АЭЖ сигнал басқаруының қою құрылғысының (ҚҚ) және кері байланыс датчигі КБД сигналдарымен салыстыру кезінде болады. Нақты агрегаттарда сүлбенің бөлек элементтері болмауы мүмкін.

БМ мысалына, жіберу санына i = ω _ВЫХ / ω _ВХ сәйкес айналудың бұрыштық жиілігін (4.2,а - Сурет) түрлендіру үшін қолданылатын редукторды айтса болады. Сонымен қатар БМ – ω жиілікті қозғалтқыш білігінің айналу және де керісінше - сызықты жылдамдықты V (4.2,б, с - Сурет) түзетін қозғалысын түрлендіру үшін қолданылады.

Электржетек қозғаласының теңдеуі. Механикалық жүйенің қозғалтқыштың айналатын бөлігінен (ротор немесе статор РД) және механизмнің айналып қозғалатын жұмысшы бөлігін, қозғалтқыштың білігіне жалғастырылған жай түрін қарастырайық. Жүйеде екі момент іс-әрекет жасайды – қозғалтқыш дамытқан М_Д және оған механизмнің жұмысшы бөлігімен жасалған және үйкеліс моменті арқылы жасалған статикалық жүктеме моменті М_С. Бұл моменттер іс-әрекет бағыты мен өлшеміне байланысты сипатталады. Егер М_Д және М_С қозғалыс бағытымен іс-әрекет жасаса, оларды қозғалатын, егер де олардың белгілері жылдамдық белгісіне қарама-қарсы болса, моменттерді тежелгіш деп атайды. Деламбер принципіне сәйкес М_Д және М_С арасындағы іс-әрекет, жүйе үдеуін анықтайтын динамикалық моменттің белгісін және өлшемін анықтайды. Сонымен, жүйе қозғалысының теңдеуі жалпы жағдайда мына түрде болады

. (5.7)

ЭЖ жұмысының қозғалтқыштық режімі үшін (1) теңдеуге жай талдау келтіреміз, онда

. (5.8)

М_Д > М_С d ω /dt > 0 болғанда жетектің үдеу режімі орын алады, М_Д < М_С d ω /dt < 0 болғанда жетектің баяулау режімі орын алады, ал М_Д = М_С болғанда динамикалық момент пен үдеу нөлге тең болады. Алғашқы екі режімдер өтпелі, ал соңғысын орнықты (стационар) деп атайды.

Статикалық жүктеме моменті мен инерция моменттерін келтіру. ЭҚ және РО арасында, әдетте, бір немесе бірнеше беру құрылғысы (БҚ) болады. 4.4-суретте көтергіш механизм электржетегінің кинематикалық сұлбасы көрсетілген, онда жалпы жағдайда айналу қозғалысын қайтадан түсу қозғалысына түрлендіретін барабан мен айналу жылдамдығын төмендету үшін редукторлардың і (ПУ₁ – ПУ_i) қолданылады, Бұл құрылғылардың біліктері байланыстыратын муфталардың БМ көмегімен байланысқан.

Сұлбаның барлық элементтері әртүрлі жылдамдықпен және үдеумен қозғалады және өздерінің инерция моменттері болады, бұл бүкіл жүйенің қозғалыс теңдеуін талдауды және оны құруды қиындатады. Сондықтан тәжірибеде статикалық жүктеменің барлық моменттері және инерцияның моменттері бір ғана білікке келтіріледі, әдетте, қозғалтқыш білігіне келтіріледі және осы білікке байланысты қозғалыс теңдеуін шешеді. Сонымен қатар, берілген сұлбадан 1-суреттегі сұлбаға көшу керек, мұндағы М_С және J – ЭҚ білігіне келтірілген өлшемдер қосындысы.

Статикалық жүктеменің моменттерін келтіргеннен кейін қуат теңдігінен шығып реалды және келтірілген сұлбаларға қараймыз:

,

бұдан

.