Các chế độ vận hành của truyền động điện theo tọa độ tốc độ và mô men xoắn

Hầu hết năng lượng điện được tạo ra được chuyển đổi thành năng lượng cơ học bằng cách sử dụng một ổ điện để đảm bảo hoạt động của các máy móc và cơ chế khác nhau.

Một trong những nhiệm vụ quan trọng của truyền động điện là xác định quy luật thay đổi cần thiết trong thời điểm M của động cơ dưới một tải trọng nhất định và tính chất cần thiết của chuyển động được đưa ra bởi quy luật thay đổi gia tốc hoặc vận tốc. Nhiệm vụ này tập trung vào việc tổng hợp một hệ thống truyền động điện cung cấp một quy luật chuyển động đã định.

Trong trường hợp chung, các dấu hiệu của mômen M (mô men động cơ) và Ms (mômen lực cản) có thể khác nhau.

Ví dụ, cùng ký hiệu M và Mc, biến tần làm việc ở chế độ động cơ với tốc độ tăng dần w (gia tốc góc e > 0).Trong trường hợp này, chuyển động quay của truyền động xảy ra theo hướng áp dụng mô-men xoắn M của động cơ, mô-men xoắn này có thể hoạt động theo một trong hai hướng có thể (theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược chiều kim đồng hồ).

Một trong những hướng này, ví dụ theo chiều kim đồng hồ, được coi là dương và khi truyền động quay theo hướng đó, mômen M và vận tốc w được coi là dương. Trong hệ tọa độ mô men và vận tốc (M, w), phương thức hoạt động như vậy sẽ nằm trong góc phần tư I.

Vùng các chế độ hoạt động của truyền động điện theo tọa độ của vận tốc w và mômen M

Nếu, với một ổ đĩa đứng yên, hướng tác dụng của mô-men xoắn M thay đổi, thì dấu của nó sẽ trở thành âm và giá trị e (gia tốc góc của ổ đĩa)<0. Trong trường hợp này, giá trị tuyệt đối của tốc độ w tăng lên, nhưng dấu của nó là âm, nghĩa là ổ đĩa tăng tốc ở chế độ động cơ khi nó quay ngược chiều kim đồng hồ. Chế độ này sẽ nằm trong góc phần tư III.

Hướng của mômen tĩnh Mc (hoặc dấu của nó) phụ thuộc vào loại lực cản tác dụng lên cơ thể làm việc và hướng quay.

Momen tĩnh do các lực cản có lợi và có hại tạo ra. Các lực cản mà máy được thiết kế để vượt qua là hữu ích. Kích thước và bản chất của chúng phụ thuộc vào loại quy trình sản xuất và thiết kế của máy.

Các lực cản có hại được gây ra bởi các loại tổn thất khác nhau xảy ra trong các cơ cấu trong quá trình chuyển động và khi vượt qua, máy không hoạt động hữu ích.

Nguyên nhân chính của những tổn thất này là do lực ma sát trong ổ trục, bánh răng, v.v. luôn cản trở chuyển động theo bất kỳ hướng nào. Do đó, khi dấu của vận tốc w thay đổi, dấu của mômen tĩnh Mc, do các lực cản chỉ định, thay đổi.

Những khoảnh khắc tĩnh như vậy được gọi là phản ứng hoặc thụ động, bởi vì Onito luôn cản trở chuyển động, nhưng dưới ảnh hưởng của chúng, khi tắt động cơ, chuyển động không thể xảy ra.

Các khoảnh khắc tĩnh được tạo ra bởi các lực cản hữu ích cũng có thể phản ứng lại nếu hoạt động của máy liên quan đến việc vượt qua các lực ma sát, lực cắt hoặc lực căng, nén và xoắn của các vật thể không đàn hồi.

Tuy nhiên, nếu quá trình sản xuất do máy thực hiện có liên quan đến sự thay đổi thế năng của các phần tử của hệ thống (nâng tải, biến dạng đàn hồi xoắn, nén, v.v.), thì các khoảnh khắc tĩnh do lực cản hữu ích tạo ra được gọi là tiềm năng hoặc hoạt động.

Hướng tác dụng của chúng không đổi và dấu của momen tĩnh Mc không đổi khi dấu của vận tốc o thay đổi. Trong trường hợp này, khi thế năng của hệ thống tăng lên, mômen tĩnh sẽ ngăn chuyển động (ví dụ: khi nâng tải) và khi giảm, mômen tĩnh sẽ thúc đẩy chuyển động (hạ tải) ngay cả khi động cơ đã tắt.

Nếu momen điện từ M và vận tốc o ngược chiều nhau thì máy điện làm việc ở chế độ dừng ứng với góc phần tư II và IV. Tùy thuộc vào tỷ lệ giữa các giá trị tuyệt đối của M và Mc, tốc độ quay của ổ đĩa có thể tăng, giảm hoặc không đổi.

Mục đích của máy điện dùng làm động cơ chính là cung cấp cho máy công tác cơ năng để thực hiện công việc hoặc dừng máy công tác (ví dụ: Lựa chọn truyền động điện cho băng tải).

Trong trường hợp đầu tiên, năng lượng điện cung cấp cho máy điện được chuyển đổi thành năng lượng cơ học và một mô-men xoắn được tạo ra trên trục của máy, đảm bảo chuyển động quay của ổ đĩa và thực hiện công việc hữu ích của bộ phận sản xuất.

Chế độ hoạt động này của truyền động điện được gọi là động cơ… Mô-men xoắn và tốc độ động cơ khớp với hướng và công suất trục động cơ P = Mw > 0.

Các đặc tính của động cơ ở chế độ hoạt động này có thể ở góc phần tư I hoặc III, trong đó các dấu của tốc độ và mô-men xoắn là như nhau và do đó P> 0. Việc chọn dấu của tốc độ với hướng quay đã biết của động cơ (phải hoặc trái) có thể tùy ý.

Thông thường, hướng dương của tốc độ được coi là hướng quay của ổ đĩa trong đó cơ chế thực hiện công việc chính (ví dụ: nâng tải bằng máy nâng). Sau đó, hoạt động của ổ điện theo hướng ngược lại xảy ra với dấu âm của tốc độ.

Để giảm tốc độ hoặc dừng máy, có thể ngắt kết nối động cơ khỏi nguồn điện. Trong trường hợp này, tốc độ giảm dưới tác dụng của lực cản chuyển động.

Chế độ hoạt động này được gọi là phong trào tự do… Trong trường hợp này, ở bất kỳ tốc độ nào, mô-men xoắn của ổ đĩa bằng không, tức là đặc tính cơ của động cơ trùng với trục tọa độ.

Để giảm hoặc dừng tốc độ nhanh hơn so với khi cất cánh tự do và để duy trì tốc độ không đổi của cơ cấu với mômen tải tác động theo chiều quay, chiều của mômen máy điện phải ngược với chiều của mômen quay. tốc độ .

Chế độ hoạt động này của thiết bị được gọi là ức chế, trong khi máy điện đang hoạt động ở chế độ máy phát điện.

Công suất dẫn động P = Mw < 0, đồng thời cơ năng từ máy công tác được đưa đến trục của máy điện và chuyển hóa thành điện năng. Các đặc tính cơ ở chế độ máy phát được tìm thấy ở góc phần tư II và IV.

Hành vi của truyền động điện, như sau từ phương trình chuyển động, với các tham số đã cho của các phần tử cơ học được xác định bởi các giá trị mômen của động cơ và tải trọng trên trục của cơ thể làm việc.

Do quy luật thay đổi tốc độ của truyền động điện trong quá trình vận hành thường được phân tích nhất, nên sẽ thuận tiện khi sử dụng phương pháp đồ họa cho các truyền động điện trong đó mô-men xoắn động cơ và mô-men xoắn tải phụ thuộc vào tốc độ.

Với mục đích này, đặc tính cơ của động cơ thường được sử dụng, biểu thị sự phụ thuộc của tốc độ góc của động cơ vào mômen xoắn w = f (M) và đặc tính cơ của cơ chế, biểu thị sự phụ thuộc của động cơ. vận tốc trên mômen tĩnh giảm do tải trọng của phần tử làm việc tạo ra w = f(Mc)…

Các phụ thuộc quy định cho hoạt động ở trạng thái ổn định của truyền động điện được gọi là các đặc tính cơ tĩnh.

Đặc tính cơ tĩnh của động cơ điện