أوضاع تشغيل المحركات الكهربائية في إحداثيات السرعة وعزم الدوران

يتم تحويل معظم الطاقة الكهربائية المتولدة إلى طاقة ميكانيكية باستخدام محرك كهربائي لضمان تشغيل مختلف الآلات والآليات.

واحدة من المهام الهامة محرك كهربائي تحديد قانون التغيير الضروري في اللحظة M للمحرك تحت حمولة معينة والطبيعة الضرورية للحركة التي يوفرها قانون تغيير التسارع أو السرعة. تتلخص هذه المهمة في توليف نظام محرك كهربائي يوفر قانونًا محددًا للحركة.

في الحالة العامة ، قد تكون علامات العزم M (عزم دوران المحرك) و Ms (لحظة قوى المقاومة) مختلفة.

على سبيل المثال ، مع نفس العلامات M و Mc ، يعمل محرك الأقراص في وضع المحرك مع زيادة السرعة w (التسارع الزاوي e> 0).في هذه الحالة ، يحدث دوران المحرك في اتجاه تطبيق عزم الدوران M للمحرك ، والذي يمكن أن يعمل في أي من اتجاهين محتملين (في اتجاه عقارب الساعة أو عكس اتجاه عقارب الساعة).

أحد هذه الاتجاهات ، على سبيل المثال في اتجاه عقارب الساعة ، يؤخذ على أنه موجب ، وعندما يدور محرك الأقراص في هذا الاتجاه ، تعتبر العزم M والسرعة w موجبتين. في نظام إحداثيات اللحظة والسرعة (M ، w) ، سيكون وضع التشغيل هذا في الربع الأول.

مناطق أوضاع تشغيل المحرك الكهربائي في إحداثيات السرعة ث والعزم م

إذا تغير اتجاه حركة عزم الدوران M باستخدام محرك ثابت ، فستصبح علامته سالبة ، والقيمة e (التسارع الزاوي للمحرك) <0. في هذه الحالة ، تزداد القيمة المطلقة للسرعة w ، لكن علامتها سلبية ، أي أن المحرك يتسارع في وضع المحرك عندما يدور عكس اتجاه عقارب الساعة. سيكون هذا النظام موجودًا في الربع الثالث.

يعتمد اتجاه العزم الثابت Mc (أو علامتها) على نوع قوى المقاومة التي تعمل على جسم العمل واتجاه الدوران.

يتم إنشاء اللحظة الثابتة من قبل قوى المقاومة المفيدة والضارة. إن قوى المقاومة التي صممت الآلة للتغلب عليها مفيدة. يعتمد حجمها وطبيعتها على نوع عملية الإنتاج وتصميم الماكينة.

تنتج قوى المقاومة الضارة عن أنواع مختلفة من الخسائر التي تحدث في الآليات أثناء الحركة ، وعندما يتم التغلب عليها ، لا تقوم الآلة بأي عمل مفيد.

السبب الرئيسي لهذه الخسائر هو قوى الاحتكاك في المحامل ، والتروس ، وما إلى ذلك ، والتي تعيق دائمًا الحركة في أي اتجاه. لذلك ، عندما تتغير علامة السرعة w ، تتغير علامة العزم الثابت Mc ، بسبب قوى المقاومة المشار إليها.

تسمى هذه اللحظات الساكنة رد الفعل أو المبني للمجهول، لأن Onito يعيق الحركة دائمًا ، ولكن تحت تأثيرهم ، عندما يتم إيقاف تشغيل المحرك ، لا يمكن أن تحدث الحركة.

يمكن أيضًا أن تكون اللحظات الثابتة الناتجة عن قوى المقاومة المفيدة تفاعلية إذا كان تشغيل الآلة يتضمن التغلب على قوى الاحتكاك أو القطع أو التوتر والضغط والتواء الأجسام غير المرنة.

ومع ذلك ، إذا ارتبطت عملية الإنتاج التي تنفذها الآلة بتغيير في الطاقة الكامنة لعناصر النظام (رفع الأحمال ، والتشوهات المرنة للالتواء ، والضغط ، وما إلى ذلك) ، فإن اللحظات الثابتة الناتجة عن قوى المقاومة المفيدة وتسمى محتمل أو نشط.

يظل اتجاه عملهم ثابتًا ولا تتغير علامة العزم الثابت Mc عندما تتغير علامة السرعة o. في هذه الحالة ، مع زيادة الطاقة الكامنة للنظام ، تمنع اللحظة الساكنة الحركة (على سبيل المثال ، عند رفع حمولة) ، وعندما تنخفض ، فإنها تعزز الحركة (خفض الحمل) حتى عند إيقاف تشغيل المحرك.

إذا تم توجيه العزم الكهرومغناطيسي M والسرعة o بشكل معاكس ، فعندئذٍ تعمل الآلة الكهربائية في وضع التوقف ، والذي يتوافق مع الربعين الثاني والرابع. اعتمادًا على نسبة القيم المطلقة لـ M و Mc ، يمكن أن تزيد سرعة دوران المحرك أو تنقص أو تظل ثابتة.

الغرض من الآلة الكهربائية المستخدمة كمحرك رئيسي هو تزويد الآلة العاملة بالطاقة الميكانيكية للقيام بالعمل أو لإيقاف آلة العمل (على سبيل المثال ، اختيار محرك كهربائي للناقلات).

في الحالة الأولى ، يتم تحويل الطاقة الكهربائية الموردة للآلة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية ، ويتم توليد عزم دوران على عمود الآلة ، مما يضمن دوران المحرك وأداء العمل المفيد من قبل وحدة الإنتاج.

يسمى هذا الوضع لتشغيل محرك كهربائي محرك… يتطابق عزم دوران المحرك وسرعته في الاتجاه ، وقدرة عمود المحرك P = Mw> 0.

يمكن أن تكون خصائص المحرك في وضع التشغيل هذا في الربع الأول أو الثالث ، حيث تكون إشارات السرعة وعزم الدوران هي نفسها وبالتالي P> 0. اختيار إشارة السرعة مع اتجاه معروف للدوران يمكن أن يكون المحرك (يمينًا أو يسارًا) تعسفيًا.

عادةً ، يُؤخذ الاتجاه الإيجابي للسرعة على أنه اتجاه دوران المحرك الذي تؤدي فيه الآلية العمل الرئيسي (على سبيل المثال ، رفع حمولة بآلة رفع). ثم يحدث تشغيل المحرك الكهربائي في الاتجاه المعاكس بإشارة سلبية للسرعة.

لإبطاء الماكينة أو إيقافها ، يمكن فصل المحرك عن مصدر التيار الكهربائي. في هذه الحالة ، تنخفض السرعة تحت تأثير قوى مقاومة الحركة.

يسمى هذا الوضع من العمل حركة حرة... في هذه الحالة ، في أي سرعة ، يكون عزم دوران المحرك صفرًا ، أي أن الخاصية الميكانيكية للمحرك تتطابق مع المحور الإحداثي.

لتقليل أو إيقاف السرعة بسرعة أكبر من سرعة الإقلاع الحر ، وللحفاظ على سرعة ثابتة للآلية مع عزم دوران حمل يعمل في اتجاه الدوران ، يجب أن يكون اتجاه لحظة الآلة الكهربائية عكس اتجاه السرعة.

يسمى هذا الوضع من تشغيل الجهاز مثبط، بينما تعمل الآلة الكهربائية في وضع المولد.

قوة القيادة P = Mw <0 ، ويتم تغذية الطاقة الميكانيكية من آلة العمل إلى عمود الآلة الكهربائية وتحويلها إلى طاقة كهربائية. تم العثور على الخصائص الميكانيكية في وضع المولد في الربعين الثاني والرابع.

يتم تحديد سلوك المحرك الكهربائي ، على النحو التالي من معادلة الحركة ، مع المعلمات المعطاة للعناصر الميكانيكية من خلال قيم لحظات المحرك والحمل على عمود جسم العمل.

نظرًا لأنه غالبًا ما يتم تحليل قانون تغيير السرعة لمحرك كهربائي أثناء التشغيل ، فمن الملائم استخدام طريقة رسومية لمحركات الأقراص الكهربائية التي يعتمد فيها عزم دوران المحرك وعزم دوران الحمل على السرعة.

لهذا الغرض ، عادةً ما يتم استخدام الخاصية الميكانيكية للمحرك ، والتي تمثل اعتماد السرعة الزاوية للمحرك على عزم دورانه w = f (M) ، والخصائص الميكانيكية للآلية ، والتي تحدد اعتماد المحرك السرعة على اللحظة الساكنة المخفضة الناتجة عن حمل عنصر العمل w = f (Mc) ...

تسمى التبعيات المحددة للتشغيل في حالة مستقرة للمحرك الكهربائي بالخصائص الميكانيكية الثابتة.

الخصائص الميكانيكية الساكنة للمحركات الكهربائية