الخصائص الميكانيكية للمحركات الكهربائية وآليات الإنتاج

عند تصميم محرك كهربائي ، يجب اختيار المحرك الكهربائي بحيث تتوافق خصائصه الميكانيكية مع الخصائص الميكانيكية لآلية الإنتاج. تعطي الخصائص الميكانيكية علاقة المتغيرات في الحالة المستقرة.

تسمى الخاصية الميكانيكية للآلية العلاقة بين السرعة الزاوية ولحظة مقاومة الآلية ، مخفضة إلى عمود المحرك) ω = f (Mc).

أرز. 1. الخصائص الميكانيكية للآليات

من بين جميع الأنواع ، هناك عدة أنواع مميزة من الخصائص الميكانيكية للآليات:

1. مميزة مع لحظة مقاومة مستقلة عن السرعة (الخط المستقيم 1 في الشكل 1). يتم رسم الخاصية الميكانيكية المستقلة عن السرعة كخط مستقيم موازٍ لمحور الدوران ، في هذه الحالة عموديًا. يتم امتلاك هذه الخاصية ، على سبيل المثال ، بواسطة الرافعات والرافعات ومضخات المكبس مع ارتفاع توصيل ثابت ، إلخ.

2.خاصية مع لحظة مقاومة تعتمد خطيًا على السرعة (الصف 2 في الشكل 1). هذا الاعتماد متأصل ، على سبيل المثال ، في محرك مولد تيار مستمر متحمس بشكل مستقل يعمل بحمل ثابت.

3. مميزة مع زيادة غير خطية في عزم الدوران (المنحنى 3 في الشكل 1). الأمثلة النموذجية هي تشغيل المراوح ومضخات الطرد المركزي والمراوح. بالنسبة لهذه الآليات ، تعتمد اللحظة Mc على مربع السرعة الزاوية ω ... وهذا ما يسمى خاصية ميكانيكية مكافئ (مروحة).

4. مميزة مع لحظة تناقص غير خطي للمقاومة (المنحنى 4 في الشكل 1). هنا ، تتناسب لحظة السحب عكسًا مع سرعة الدوران. في هذه الحالة ، تظل الطاقة ثابتة طوال نطاق سرعة التشغيل الكامل للآلية. على سبيل المثال ، في آليات الحركة الرئيسية لبعض آلات قطع المعادن (التدوير ، الطحن ، الحفر) ، تتغير اللحظة التي تتغير فيها مولودية بشكل عكسي مع ω ، وتظل الطاقة التي تستهلكها الآلية ثابتة.

تسمى الخصائص الميكانيكية للمحرك الكهربائي اعتماد سرعته الزاوية على عزم الدوران ωd = f (M). هنا يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن اللحظة M على عمود المحرك ، بغض النظر عن اتجاه الدوران ، لها علامة إيجابية - لحظة الحركة. في نفس الوقت ، لحظة المقاومة Mc لها إشارة سلبية.

كأمثلة ، التين. 2 يوضح الخصائص الميكانيكية: 1 - محرك متزامن. 2 - محرك DC مع إثارة مستقلة ؛ 3 - محرك DC مع سلسلة الإثارة.

أرز. 2. الخصائص الميكانيكية للمحركات الكهربائية

لتقييم خصائص الخصائص الميكانيكية لمحرك كهربائي ، يتم استخدام مفهوم الصلابة المميزة.يتم تحديد صلابة الخاصية الميكانيكية من خلال التعبير

β = dM / dω

حيث dM - تغيير في عزم دوران المحرك ؛ dωd - التغير المقابل في السرعة الزاوية.

بالنسبة للخصائص الخطية ، تظل القيمة β ثابتة ، أما بالنسبة للخصائص غير الخطية فهي تعتمد على نقطة التشغيل.

باستخدام هذا المفهوم ، فإن الميزات الموضحة في الشكل. 2 ، يمكن تقييمها نوعياً على النحو التالي: 1 - جامدة تمامًا (β = ∞) ؛ 2 - صلب 3 - ناعم.

خاصية صعبة للغاية - تظل سرعة دوران المحرك دون تغيير عندما يتغير حمل المحرك من الصفر إلى الاسمي. المحركات المتزامنة لها هذه الخاصية.

خاصية صلبة - تتغير سرعة الدوران قليلاً عندما يتغير الحمل من الصفر إلى الاسمي. هذه الخاصية يمتلكها محرك DC متوازي الإثارة وكذلك بمحرك تحريضي في منطقة الجزء الخطي من الخاصية.

تعتبر الخاصية الصلبة هي الخاصية التي لا يتجاوز فيها تغيير السرعة حوالي 10٪ من السرعة المقدرة عند تغيير الحمل من صفر إلى معدل.

خاصية ناعمة - تتغير سرعة المحرك بشكل كبير مع تغييرات صغيرة نسبيًا في الحمل. تمتلك هذه الخاصية محرك تيار مباشر مع إثارة متسلسلة أو مختلطة أو متوازية ، ولكن مع مقاومة إضافية في دائرة المحرك ، بالإضافة إلى المقاومة غير المتزامنة في الدائرة الدوارة.

بالنسبة لمعظم آليات الإنتاج ، يتم استخدام محركات قفص السنجاب غير المتزامنة ، والتي لها خصائص ميكانيكية صلبة.

تنقسم جميع الخصائص الميكانيكية للمحركات الكهربائية إلى طبيعية واصطناعية.

تشير الخصائص الميكانيكية الطبيعية إلى ظروف تشغيل المحرك بالقيم الاسمية للمعلمات.

على سبيل المثال ، بالنسبة لمحرك متحمس متوازي ، يمكن رسم الخاصية الطبيعية للحالة حيث يكون لجهد المحرك وتيار الإثارة قيم اسمية ولا توجد مقاومة إضافية في دائرة المحرك.

تتوافق الخاصية الطبيعية للمحرك الحثي مع الجهد المقنن والتردد المقنن للتيار المتردد المزود إلى الجزء الثابت للمحرك ، بشرط عدم وجود مقاومة إضافية في دائرة الدوار.

وبالتالي ، يمكن بناء خاصية طبيعية واحدة فقط لكل محرك وعدد غير محدود من الخصائص الاصطناعية. على سبيل المثال ، كل قيمة جديدة لمقاومة المحرك لمحرك DC أو في الدائرة الدوارة لمحرك تحريضي لها خصائصها الميكانيكية الخاصة.