Caracteristicile mecanice ale acţionărilor electrice

Alegerea acționării electrice este determinată de cerințele mașinii de lucru. Acționarea electrică trebuie să se asigure că mașina de lucru execută tehnologia specificată în toate modurile posibile: pornire, recepție și descărcare a sarcinii, oprire, schimbarea vitezei, sarcină constantă. Natura acestor moduri este determinată în principal de proprietățile mecanice ale motorului și ale mașinii de lucru... Unul dintre principalele criterii de evaluare a proprietăților mecanice atât ale motorului, cât și ale mașinii de lucru sunt caracteristicile lor mecanice.

Caracteristicile mecanice ale motoarelor electrice

Caracteristica mecanică a motorului electric este dependența vitezei de rotație a arborelui de cuplul dezvoltat de motor ω=φ(Md) sau n = e(Md) unde ω — viteza unghiulară de rotație a arborelui, rad / sec, n — viteza de rotație a arborelui, rpm

Caracteristica mecanică a motorului se numește dependența naturală n = f (M) se obține cu parametrii nominali ai rețelei de alimentare, schema normală de conectare și fără rezistențe suplimentare în circuitul electric.

Dacă există rezistențe suplimentare sau motorul este alimentat dintr-o rețea cu altă tensiune sau frecvență decât cea nominală, caracteristicile mecanice ale motorului se vor numi artificiale... Evident, motorul are un număr infinit de caracteristici artificiale și doar unul natural.

Majoritatea motoarelor electrice, sub sarcină, scad în turație pe măsură ce crește cuplul. Caracteristica în acest caz se numește cădere... Gradul de modificare a turației motorului cu o modificare a cuplului este estimat prin așa-numita rigiditate a caracteristicilor mecanice, care este determinată de raportul α = ΔM / Δω sau α = ΔM / Δн

Orez. 1. Diferite tipuri de caracteristici mecanice: a — motoare electrice, b — mașini de producție.

Valorile modificării momentului și ale ratei de scădere în determinarea rigidității sunt de obicei luate în unități relative. Acest lucru face posibilă compararea caracteristicilor diferitelor tipuri de motoare.

În funcție de gradul de rigiditate, toate caracteristicile mecanice ale motoarelor sunt împărțite în următoarele grupuri.

1. Performanță grea absolută cu valoarea rigidității α = ∞… Motoarele sincrone au astfel de caracteristici mecanice (curba 1, Fig. 1, a) cu o viteză de rotație strict constantă.

2. Caracteristici solide cu o scădere relativ mică a vitezei cu creșterea cuplului și α = 40 — 10.Această grupă include caracteristicile naturale ale motoarelor de curent continuu cu excitație independentă (curba 2) și caracteristicile motoarelor cu inducție în secțiune liniară (curba 3).

3. Caracteristici mecanice moi cu o scădere relativă mare a vitezei cu creșterea cuplului și cu rigiditate până la α = 10. Astfel de caracteristici au motoare de curent continuu cu excitație în serie (curba 4), motoare excitate independent cu rezistență mare a armăturii și motoare asincrone cu rezistențe suplimentare în circuitul rotorului.

În timpul funcționării acționării electrice, pentru a depăși rezistența mașinii de lucru, motorul trebuie să dezvolte un anumit moment. Prin urmare, atunci când alegeți un motor, este mai întâi necesar să identificați corespondența dintre caracteristicile motorului și ale mașinii de lucru.

Caracteristicile mecanice ale mașinilor de lucru

Caracteristica mecanică a mașinii de lucru este dependența momentului de rezistență statică a mașinii de viteza de rotație a arborelui de antrenare. Pentru comoditatea construcției îmbinării, această dependență este de obicei exprimată în același mod ca și caracteristica motorului, sub forma ω=φ(Ms -Ms) sau n =e(Miss).

Momentul de rezistență statică Ms, sau pe scurt momentul static, este momentul de rezistență creat de mașină pe arborele de antrenare într-un mod static (staționar) când viteza nu se modifică.

Caracteristicile mecanice ale maşinii pot fi obţinute empiric sau prin calcul dacă se cunoaşte distribuţia forţelor sau momentelor statice pe elementele schemei cinematice.Momentele statice ale mașinilor pot depinde nu numai de turație, ci și de alte cantități, prin urmare, în calculele practice ale acționărilor electrice, este necesar să se ia în considerare fiecare caz separat.

Momentele statice ale diferitelor mașini de lucru sunt împărțite în grupuri în funcție de natura dependenței lor de viteză (caracteristicile mecanice). Cele mai frecvente în practică sunt următoarele.

1. Momentul static depinde putin sau practic nu depinde de viteza (curba 1, Fig. 2, b). Astfel de caracteristici au mecanisme de ridicare, macarale, troliuri, palanuri, precum și transportoare cu bandă sub sarcină constantă.

2. Momentul static al mașinii crește proporțional cu pătratul vitezei (curba 2). Această caracteristică, caracteristică ventilatoarelor axiale, se numește caracteristica ventilatorului și este prezentată analitic sub forma formulei: Mc = Mo + kn2, unde Mo este momentul static inițial, cel mai adesea datorat forțelor de frecare, care de obicei nu depinde de viteza, k este coeficientul experimental. Pe lângă ventilatoare, pompele centrifuge și vortex, separatoarele, centrifugele, elicele, turbocompresoarele și rolele rotative cu tambur au caracteristici ale ventilatorului.

3. Momentul static scade odată cu creșterea vitezei (curba 3). Această grupă include caracteristicile unor mecanisme de transport și ale unor mașini de tăiat metal.

4. Momentul static variază cu viteza în mod ambiguu, cu o tranziție bruscă datorită particularităților procesului tehnologic. Caracteristicile acestui grup au mașini care lucrează cu suprasarcini mari frecvente, care uneori duc la o oprire completă.De exemplu, mecanism de culegere pentru un excavator cu o singură cupă, un transportor cu racletă, care lucrează sub blocarea masei transportate, concasoare și alte mașini.

Pe lângă cele enumerate, în practică există și alte tipuri de caracteristici mecanice ale mașinilor, de exemplu, pompele cu piston și compresoarele, ale căror momente statice depind de cale.