Mode pengoperasian penggerak listrik dalam koordinat kecepatan dan torsi

Sebagian besar energi listrik yang dihasilkan diubah menjadi energi mekanik menggunakan penggerak listrik untuk memastikan pengoperasian berbagai mesin dan mekanisme.

Salah satu tugas penting penggerak listrik adalah penentuan hukum perubahan yang diperlukan pada momen M mesin di bawah beban tertentu dan sifat gerak yang diperlukan yang diberikan oleh hukum perubahan percepatan atau kecepatan. Tugas ini bermuara pada sintesis sistem penggerak listrik yang menyediakan hukum gerak.

Dalam kasus umum, tanda-tanda momen M (torsi motor) dan Ms (momen gaya hambatan) mungkin berbeda.

Misalnya, dengan tanda M dan Mc yang sama, penggerak beroperasi dalam mode motor dengan peningkatan kecepatan w (percepatan sudut e> 0).Dalam hal ini, putaran penggerak terjadi ke arah penerapan torsi M motor, yang dapat bekerja di salah satu dari dua arah yang memungkinkan (searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam).

Salah satu arah ini, misalnya searah jarum jam, dianggap positif, dan ketika penggerak berputar ke arah tersebut, momen M dan kecepatan w dianggap positif. Dalam sistem koordinat momen dan kecepatan (M, w), mode operasi seperti itu akan ditempatkan di kuadran I.

Daerah mode operasi penggerak listrik dalam koordinat kecepatan w dan momen M

Jika, dengan penggerak stasioner, arah aksi torsi M berubah, maka tandanya akan menjadi negatif, dan nilainya e (percepatan sudut penggerak)<0. Dalam hal ini, nilai absolut kecepatan w bertambah, tetapi tandanya negatif, yaitu penggerak berakselerasi dalam mode motor saat berputar berlawanan arah jarum jam. Rezim ini akan ditempatkan di kuadran III.

Arah momen statis Mc (atau tandanya) tergantung pada jenis gaya resistensi yang bekerja pada benda kerja dan arah rotasi.

Momen statis diciptakan oleh kekuatan resistensi yang menguntungkan dan berbahaya. Kekuatan resistensi yang dirancang untuk diatasi oleh mesin berguna. Ukuran dan sifatnya bergantung pada jenis proses produksi dan desain mesin.

Gaya resistensi berbahaya disebabkan oleh berbagai jenis kerugian yang terjadi pada mekanisme selama gerakan, dan ketika diatasi, mesin tidak melakukan pekerjaan yang berguna.

Penyebab utama kerugian tersebut adalah gaya gesek pada bantalan, roda gigi, dll., yang selalu menghambat pergerakan ke segala arah. Oleh karena itu, ketika tanda kecepatan w berubah, tanda momen statis Mc, karena gaya resistansi yang ditunjukkan, berubah.

Momen statis seperti itu disebut reaktif atau pasif, karena Onito selalu menghalangi pergerakan, tetapi di bawah pengaruhnya, saat mesin dimatikan, pergerakan tidak dapat terjadi.

Momen statis yang diciptakan oleh gaya resistensi yang berguna juga dapat menjadi reaktif jika pengoperasian mesin melibatkan mengatasi gaya gesekan, pemotongan atau tegangan, kompresi dan torsi benda inelastis.

Namun, jika proses produksi yang dilakukan oleh mesin dikaitkan dengan perubahan energi potensial elemen-elemen sistem (pengangkatan beban, deformasi elastis torsi, kompresi, dll.), Momen statis yang diciptakan oleh gaya resistensi yang berguna disebut potensial atau aktif.

Arah aksi mereka tetap konstan dan tanda momen statis Mc tidak berubah ketika tanda kecepatan o berubah. Dalam hal ini, saat energi potensial sistem meningkat, momen statis mencegah gerakan (misalnya, saat mengangkat beban), dan saat berkurang, momen statis mendorong gerakan (menurunkan beban) bahkan saat mesin dimatikan.

Jika momen elektromagnetik M dan kecepatan o diarahkan berlawanan, maka mesin listrik bekerja dalam mode stop, yang sesuai dengan kuadran II dan IV. Bergantung pada rasio nilai absolut M dan Mc, kecepatan putaran penggerak dapat meningkat, menurun, atau tetap konstan.

Tujuan dari mesin listrik yang digunakan sebagai penggerak utama adalah untuk menyuplai mesin yang bekerja dengan energi mekanik untuk melakukan kerja atau menghentikan mesin yang bekerja (misalnya, Pilihan penggerak listrik untuk konveyor).

Dalam kasus pertama, energi listrik yang disuplai ke mesin listrik diubah menjadi energi mekanik, dan torsi dihasilkan pada poros mesin, yang memastikan putaran penggerak dan kinerja pekerjaan yang berguna oleh unit produksi.

Mode pengoperasian penggerak listrik ini disebut motor… Torsi motor dan kecepatan sesuai arah, dan daya poros motor P = Mw > 0.

Karakteristik motor pada mode operasi ini dapat berada pada kuadran I atau III, dimana tanda kecepatan dan torsinya sama sehingga P>0. Pemilihan tanda kecepatan dengan diketahui arah putarannya motor (kanan atau kiri) bisa sewenang-wenang.

Biasanya, arah kecepatan positif dianggap sebagai arah putaran penggerak di mana mekanisme melakukan pekerjaan utama (misalnya mengangkat beban dengan mesin pengangkat). Kemudian pengoperasian penggerak listrik pada arah yang berlawanan terjadi dengan tanda kecepatan negatif.

Untuk memperlambat atau menghentikan mesin, mesin dapat diputus dari sumber listrik. Dalam hal ini, kecepatan berkurang di bawah aksi kekuatan perlawanan terhadap gerakan.

Mode operasi ini disebut pergerakan bebas… Dalam hal ini, pada kecepatan berapa pun, torsi penggerak adalah nol, yaitu karakteristik mekanis motor bertepatan dengan sumbu ordinat.

Untuk mengurangi atau menghentikan kecepatan lebih cepat daripada lepas landas bebas, dan untuk mempertahankan kecepatan konstan mekanisme dengan torsi beban yang bekerja searah putaran, arah momen mesin listrik harus berlawanan dengan arah kecepatan .

Mode pengoperasian perangkat ini disebut penghambatan, saat mesin listrik beroperasi dalam mode generator.

Tenaga penggerak P = Mw < 0, dan energi mekanik dari mesin yang bekerja diumpankan ke poros mesin listrik dan diubah menjadi energi listrik. Karakteristik mekanik pada mode generator terdapat pada kuadran II dan IV.

Perilaku penggerak listrik, sebagai berikut dari persamaan gerak, dengan parameter elemen mekanik yang diberikan ditentukan oleh nilai momen motor dan beban pada poros benda kerja.

Karena hukum perubahan kecepatan penggerak listrik selama operasi paling sering dianalisis, akan lebih mudah menggunakan metode grafis untuk penggerak listrik di mana torsi motor dan torsi beban bergantung pada kecepatan.

Untuk tujuan ini, karakteristik mekanis motor biasanya digunakan, yang merepresentasikan ketergantungan kecepatan sudut motor pada torsinya w = f (M), dan karakteristik mekanis dari mekanisme tersebut, yang menentukan ketergantungan motor. kecepatan pada momen statis tereduksi yang diciptakan oleh beban elemen kerja w = f (Mc) …

Ketergantungan yang ditentukan untuk operasi penggerak listrik yang stabil disebut karakteristik mekanik statis.

Karakteristik mekanis statis motor listrik