Karakteristik mekanik motor listrik dan mekanisme produksi

Saat mendesain penggerak listrik, motor listrik harus dipilih agar karakteristik mekanisnya sesuai dengan karakteristik mekanis mekanisme produksi. Karakteristik mekanis memberikan hubungan variabel dalam kondisi mapan.

Karakteristik mekanis dari mekanisme ini disebut hubungan antara kecepatan sudut dan momen hambatan mekanisme, direduksi menjadi poros motor) ω = f (Mc).

Beras. 1. Karakteristik mekanis dari mekanisme

Di antara semua varietas, ada beberapa jenis karakteristik karakteristik mekanis dari mekanisme tersebut:

1. Karakteristik dengan momen hambatan yang tidak bergantung pada kecepatan (garis lurus 1 pada Gambar 1). Karakteristik mekanik kecepatan-independen digambarkan sebagai garis lurus sejajar dengan sumbu rotasi, dalam hal ini vertikal. Karakteristik seperti itu dimiliki, misalnya oleh derek, derek, pompa piston dengan ketinggian pengiriman konstan, dll.

2.Karakteristik dengan momen hambatan yang bergantung secara linier pada kecepatan (baris 2 pada Gambar 1). Ketergantungan ini melekat, misalnya, pada penggerak generator DC tereksitasi independen yang beroperasi pada beban konstan.

3. Karakteristik dengan peningkatan torsi nonlinier (kurva 3 pada Gambar 1). Contoh tipikal adalah pengoperasian kipas angin, pompa sentrifugal, baling-baling. Untuk mekanisme ini, momen Mc bergantung pada kuadrat kecepatan sudut ω... Inilah yang disebut karakteristik mekanik parabola (kipas).

4. Karakteristik dengan momen resistensi yang menurun secara non-linear (kurva 4 pada Gambar 1). Di sini, momen drag berbanding terbalik dengan kecepatan rotasi. Dalam hal ini, daya tetap konstan di seluruh rentang kecepatan pengoperasian mekanisme. Misalnya, dalam mekanisme gerakan utama beberapa mesin pemotong logam (bubut, penggilingan, pengeboran), momen Mc berubah berbanding terbalik dengan ω, dan daya yang dikonsumsi oleh mekanisme tetap konstan.

Karakteristik mekanis motor listrik disebut ketergantungan kecepatan sudutnya pada torsi ωd = f (M). Di sini harus diingat bahwa momen M pada poros motor, terlepas dari arah putarannya, memiliki tanda positif - momen pergerakan. Pada saat yang sama, momen resistensi Mc memiliki tanda negatif.

Sebagai contoh, Gambar. 2 menunjukkan karakteristik mekanis: 1 — motor sinkron; 2 — motor DC dengan eksitasi independen; 3 — Motor DC dengan eksitasi seri.

Beras. 2. Karakteristik mekanik motor listrik

Untuk mengevaluasi sifat-sifat karakteristik mekanis penggerak listrik, digunakan konsep kekakuan karakteristik.Kekakuan karakteristik mekanis ditentukan oleh ekspresi

β = dM / dω

dimana dM — perubahan torsi mesin; dωd - perubahan yang sesuai dalam kecepatan sudut.

Untuk karakteristik linier nilai β tetap konstan, untuk non-linier bergantung pada titik operasi.

Menggunakan konsep ini, fitur yang ditunjukkan pada Gambar. 2, dapat dievaluasi secara kualitatif sebagai berikut: 1 — benar-benar kaku (β = ∞); 2 — padat; 3 — lembut.

Karakteristik yang sangat sulit — kecepatan putaran motor tetap tidak berubah ketika beban motor berubah dari nol ke nominal. Motor sinkron memiliki karakteristik ini.

Karakteristik kaku — kecepatan rotasi sedikit berubah ketika beban berubah dari nol ke nominal. Karakteristik ini dimiliki oleh motor DC yang dieksitasi paralel dan juga oleh motor induksi di wilayah bagian linier dari karakteristik tersebut.

Karakteristik kaku dianggap salah satu di mana perubahan kecepatan tidak melebihi sekitar 10% dari kecepatan pengenal ketika beban diubah dari nol menjadi pengenal.

Karakteristik lunak — kecepatan motor berubah secara signifikan dengan perubahan beban yang relatif kecil. Karakteristik ini dimiliki oleh motor arus searah dengan eksitasi seri, campuran atau paralel, tetapi dengan resistansi tambahan pada rangkaian jangkar, serta asinkron dengan resistansi pada rangkaian rotor.

Untuk sebagian besar mekanisme produksi, motor sangkar-tupai asinkron digunakan, yang memiliki karakteristik mekanis yang kaku.

Semua karakteristik mekanis motor listrik dibagi menjadi alami dan buatan.

Karakteristik mekanis alami mengacu pada kondisi pengoperasian mesin dengan nilai nominal parameter.

Misalnya, untuk motor eksitasi paralel, karakteristik alami dapat diplot untuk kasus di mana tegangan jangkar dan arus eksitasi memiliki nilai nominal dan tidak ada resistansi tambahan pada rangkaian jangkar.

Karakteristik alami motor induksi sesuai dengan tegangan pengenal dan frekuensi pengenal dari arus bolak-balik yang disuplai ke stator motor, asalkan tidak ada resistansi tambahan pada rangkaian rotor.

Jadi, untuk setiap mesin, hanya satu karakteristik alami yang dapat dibuat dan karakteristik buatan dalam jumlah yang tidak terbatas. Misalnya, setiap nilai baru resistansi jangkar motor DC atau rangkaian rotor motor induksi memiliki karakteristik mekanisnya sendiri.