Villanymotorok és gyártási mechanizmusok mechanikai jellemzői

Az elektromos hajtás tervezésekor az elektromos motort úgy kell megválasztani, hogy mechanikai jellemzői megfeleljenek a gyártási mechanizmus mechanikai jellemzőinek. A mechanikai jellemzők adják meg a változók kapcsolatát állandósult állapotban.

A mechanizmus mechanikai jellemzőjét a szögsebesség és a mechanizmus ellenállási nyomatéka közötti összefüggésnek nevezzük, a motor tengelyére redukálva) ω = f (Mc).

Rizs. 1. Mechanizmusok mechanikai jellemzői

Az összes fajta között a mechanizmusok mechanikai jellemzőinek számos jellemző típusa van:

1. Sebességtől független ellenállási nyomatékra jellemző (1. ábra 1. egyenes). A sebességfüggetlen mechanikai karakterisztikát a forgástengellyel párhuzamos, jelen esetben függőleges egyenesként húzzuk meg. Ilyen jellemzővel rendelkeznek például a daruk, csörlők, állandó szállítási magasságú dugattyús szivattyúk stb.

2.Sebességtől lineárisan függő ellenállási nyomatékú karakterisztika (2. sor az 1. ábrán). Ez a függőség benne rejlik például egy állandó terhelés mellett működő, függetlenül gerjesztett egyenáramú generátor hajtásában.

3. A nyomaték nem lineáris növekedésére jellemző (3. görbe az 1. ábrán). Tipikus példa erre a ventilátorok, centrifugálszivattyúk, légcsavarok működése. Ezeknél a mechanizmusoknál az Mc nyomaték az ω szögsebesség négyzetétől függ... Ez az ún. parabola (ventilátor) mechanikai karakterisztikája.

4. Nemlineárisan csökkenő ellenállási nyomatékra jellemző (4. görbe az 1. ábrán). Itt a húzónyomaték fordítottan arányos a forgási sebességgel. Ebben az esetben a teljesítmény állandó marad a mechanizmus teljes működési fordulatszám-tartományában. Például egyes fémforgácsoló gépek főmozgásának mechanizmusaiban (esztergálás, marás, fúrás) az Mc nyomaték ω-vel fordítottan arányosan változik, és a mechanizmus által felvett teljesítmény állandó marad.

Az elektromos motor mechanikai jellemzőit a szögsebességnek a nyomatéktól való függésének nevezzük ωd = f (M). Itt szem előtt kell tartani, hogy a motor tengelyén lévő M pillanatnak, a forgásiránytól függetlenül, pozitív előjele van - a mozgás pillanata. Ugyanakkor az ellenállási mozzanat Mc negatív előjelű.

Példaként a 1-1. A 2. ábra a mechanikai jellemzőket mutatja: 1 — szinkronmotor; 2 — DC motor független gerjesztéssel; 3 — Egyenáramú motor soros gerjesztéssel.

Rizs. 2. Villamos motorok mechanikai jellemzői

Az elektromos hajtás mechanikai jellemzőinek értékelésére a karakterisztikus merevség fogalmát használjuk.A mechanikai jellemző merevségét a kifejezés határozza meg

β = dM/dω

ahol dM – a motor nyomatékának változása; dωd — a szögsebesség megfelelő változása.

Lineáris karakterisztikáknál a β érték állandó marad, nemlineárisnál a működési ponttól függ.

Ezt a koncepciót alkalmazva az ábrán látható jellemzők. 2, minőségileg a következőképpen értékelhető: 1 — abszolút merev (β = ∞); 2 – szilárd; 3 — puha.

Egy nagyon nehéz jellemző – a motor fordulatszáma változatlan marad, amikor a motor terhelése nulláról névlegesre változik. A szinkronmotorok rendelkeznek ezzel a tulajdonsággal.

Merev karakterisztika – a forgási sebesség alig változik, amikor a terhelés nulláról névlegesre változik. Ezzel a karakterisztikával rendelkezik egy párhuzamos gerjesztésű egyenáramú motor, valamint egy indukciós motor a karakterisztika lineáris részének tartományában.

Merev karakterisztikának azt kell tekinteni, amelyben a fordulatszám változása nem haladja meg a névleges fordulatszám körülbelül 10%-át, amikor a terhelést nulláról névlegesre változtatják.

Lágy karakterisztika – a motor fordulatszáma jelentősen megváltozik a terhelés viszonylag kis változásával. Ezzel a karakterisztikával rendelkezik egy egyenáramú motor soros, vegyes vagy párhuzamos gerjesztéssel, de további ellenállással az armatúra áramkörében, valamint aszinkron a forgórész áramkörében lévő ellenállással.

A legtöbb gyártási mechanizmushoz aszinkron mókuskalitkás motorokat használnak, amelyek merev mechanikai jellemzőkkel rendelkeznek.

Az elektromos motorok összes mechanikai jellemzője természetes és mesterséges.

A természetes mechanikai jellemzők a motor működési körülményeit jelentik a paraméterek névleges értékeivel.

Például egy párhuzamos gerjesztésű motor esetében a természetes karakterisztika ábrázolható arra az esetre, amikor az armatúra feszültsége és a gerjesztőáram névleges értékkel rendelkezik, és nincs további ellenállás az armatúra áramkörben.

Az indukciós motor természetes karakterisztikája megfelel a motor állórészébe betáplált váltakozó áram névleges feszültségének és névleges frekvenciájának, feltéve, hogy a forgórész áramkörében nincs további ellenállás.

Így minden motorhoz csak egy természetes és korlátlan számú mesterséges jellemző építhető. Például az egyenáramú motor armatúra ellenállásának minden új értékének vagy az indukciós motor forgórészének áramkörében saját mechanikai jellemzői vannak.