Elektromexanikada aylanish tezligini o'zgartirmasdan doimiy yuk bilan ishlaydigan ko'plab drayvlar mavjud. Ular fanatlar, kompressorlar va boshqalar kabi sanoat va maishiy texnikada qo'llaniladi. Agar nominal xarakteristikalar noma'lum bo'lsa, u holda hisob-kitoblar uchun elektr motorining kuchi uchun formuladan foydalaniladi. Parametrlarni hisoblash, ayniqsa, yangi va kam ma'lum bo'lgan drayvlar uchun tegishli. Hisoblash maxsus koeffitsientlar yordamida, shuningdek, shunga o'xshash mexanizmlar bilan to'plangan tajriba asosida amalga oshiriladi. Maʼlumotlar elektr qurilmalarining toʻgʻri ishlashi uchun zarur.
Elektr motor nima?
Elektr dvigateli elektr energiyasini mexanik energiyaga aylantiruvchi qurilma. Aksariyat birliklarning ishlashi magnitning o'zaro ta'siriga bog'liquning aylanishida ifodalangan rotor o'rash bilan maydonlar. Ular doimiy yoki o'zgaruvchan tok manbalaridan ishlaydi. Quvvat manbai batareya, inverter yoki elektr rozetkasi bo'lishi mumkin. Ba'zi hollarda vosita teskari ishlaydi, ya'ni mexanik energiyani elektr energiyasiga aylantiradi. Bunday qurilmalar havo yoki suv oqimi bilan ishlaydigan elektr stansiyalarida keng qo'llaniladi.
Elektr dvigatellari quvvat manbai turi, ichki dizayni, qoʻllanilishi va quvvatiga koʻra tasniflanadi. Bundan tashqari, AC drayvlarida maxsus cho'tkalar bo'lishi mumkin. Ular bir fazali, ikki fazali yoki uch fazali kuchlanishda ishlaydi, havo yoki suyuqlik bilan sovutiladi. AC motor quvvati formulasi
P=U x I, bu erda P quvvat, U kuchlanish, I oqim.
Oʻz oʻlchamlari va xususiyatlariga ega umumiy maqsadli drayvlar sanoatda qoʻllaniladi. 100 megavattdan ortiq quvvatga ega bo'lgan eng yirik dvigatellar kemalar, kompressor va nasos stantsiyalarining elektr stantsiyalarida qo'llaniladi. Kichikroq o'lchamlar changyutgich yoki fan kabi maishiy texnikada ishlatiladi.
Elektr dvigatel dizayni
Drive oʻz ichiga oladi:
- Rotor.
- Stator.
- Rulmanlar.
- Havo bo'shlig'i.
- Oʻrash.
- Oʻtish.
Rotor haydovchining oʻz oʻqi atrofida aylanadigan yagona harakatlanuvchi qismidir. Supero'tkazuvchilar orqali o'tadigan oqimo'rashda induktiv buzilish hosil qiladi. Yaratilgan magnit maydon statorning doimiy magnitlari bilan o'zaro ta'sir qiladi, bu esa milni harakatga keltiradi. Ular elektr motorining oqim bo'yicha quvvati formulasi bo'yicha hisoblanadi, ular uchun samaradorlik va quvvat omili, shu jumladan milning barcha dinamik xususiyatlari olinadi.
Rulmanlar rotor milida joylashgan bo'lib, uning o'z o'qi atrofida aylanishiga yordam beradi. Tashqi qismi ular dvigatel korpusiga biriktirilgan. Mil ular orqali o'tadi va tashqariga chiqadi. Yuk rulmanlarning ish maydonidan tashqariga chiqqanligi sababli, u haddan tashqari osilgan deb ataladi.
Stator dvigatelning elektromagnit zanjirining sobit elementi hisoblanadi. O'rash yoki doimiy magnitlarni o'z ichiga olishi mumkin. Stator yadrosi yupqa metall plitalardan yasalgan bo'lib, ular armatura to'plami deb ataladi. U energiya yo'qotilishini kamaytirish uchun mo'ljallangan, bu ko'pincha qattiq novdalar bilan sodir bo'ladi.
Havo bo'shlig'i rotor va stator orasidagi masofa. Kichik bo'shliq samarali bo'ladi, chunki u elektr motorining past ish koeffitsientiga ta'sir qiladi. Magnitlanish oqimi bo'shliq hajmi bilan ortadi. Shuning uchun, ular har doim uni minimal, lekin oqilona chegaralar uchun qilishga harakat qilishadi. Juda kichik masofa ishqalanish va qulflash elementlarining bo'shashishiga olib keladi.
Oʻrash bitta lasanga yigʻilgan mis simdan iborat. Odatda bir nechta metall qatlamlardan tashkil topgan yumshoq magnitlangan yadro atrofida yotqizilgan. Induksiya maydonining buzilishi hozirgi vaqtda sodir bo'ladio'rash simlari orqali o'tadigan oqim. Ushbu nuqtada birlik aniq va yashirin qutb konfiguratsiyasi rejimiga kiradi. Birinchi holda, o'rnatishning magnit maydoni qutb bo'lagi atrofida o'rash hosil qiladi. Ikkinchi holda, rotor qutb qismining uyalari taqsimlangan maydonda tarqaladi. Soyali qutbli dvigatel magnit buzilishlarni bostiruvchi o'rashga ega.
Kalit kirish kuchlanishini almashtirish uchun ishlatiladi. U milda joylashgan va bir-biridan ajratilgan aloqa halqalaridan iborat. Armatura oqimi aylanadigan kommutatorning kontakt cho'tkalariga qo'llaniladi, bu polaritning o'zgarishiga olib keladi va rotorning qutbdan qutbga aylanishiga olib keladi. Agar kuchlanish bo'lmasa, vosita aylanishni to'xtatadi. Zamonaviy mashinalar aylanish jarayonini boshqaradigan qo'shimcha elektronika bilan jihozlangan.
Foydalanish printsipi
Arximed qonuniga ko'ra, o'tkazgichdagi tok F1 kuchi ta'sir qiladigan magnit maydon hosil qiladi. Agar bu o'tkazgichdan metall ramka yasalgan bo'lsa va maydonga 90 ° burchak ostida joylashtirilsa, u holda qirralarning bir-biriga nisbatan teskari yo'nalishda yo'n altirilgan kuchlarni boshdan kechiradi. Ular eksa atrofida aylanish momentini yaratadilar, bu esa uni aylantira boshlaydi. Armatura bobinlari doimiy burilishni ta'minlaydi. Maydon elektr yoki doimiy magnitlar tomonidan yaratilgan. Birinchi variant po'lat yadroga o'ralgan lasan shaklida amalga oshiriladi. Shunday qilib, pastadir oqimi elektromagnit o'rashda indüksiyon maydonini hosil qiladi, bu esa elektromotorni hosil qiladikuch.
Fazali rotorli o'rnatish misolidan foydalanib, asenkron motorlarning ishlashini batafsil ko'rib chiqaylik. Bunday mashinalar magnit maydonning pulsatsiyasiga teng bo'lmagan armatura tezligi bilan o'zgaruvchan tokda ishlaydi. Shuning uchun ular induktiv deb ham ataladi. Rotor g' altaklardagi elektr tokining magnit maydon bilan o'zaro ta'siridan boshqariladi.
Yordamchi o`rashda kuchlanish bo`lmasa, qurilma dam oladi. Stator kontaktlarida elektr toki paydo bo'lishi bilanoq, + F va -F to'lqini bilan kosmosda magnit maydon doimiysi hosil bo'ladi. U quyidagi formula sifatida ifodalanishi mumkin:
pr=nrev=f1 × 60 ÷ p=n1
qaerda:
pr - magnit maydon oldinga yo'nalishda amalga oshiradigan aylanishlar soni, rpm;
rev - qarama-qarshi yo'nalishdagi maydonning burilishlari soni, rpm;
f1 - elektr tokining dalgalanma chastotasi, Hz;
p - qutblar soni;
1 - jami RPM.
Magnit maydon pulsatsiyasini boshdan kechirgan rotor dastlabki harakatni oladi. Oqimning bir xil bo'lmagan ta'siri tufayli u momentni rivojlantiradi. Induksiya qonuniga ko'ra, qisqa tutashgan o'rashda elektromotor kuch hosil bo'lib, u oqim hosil qiladi. Uning chastotasi rotorning sirpanishiga mutanosib. Elektr tokining magnit maydon bilan o'zaro ta'siri tufayli milya momenti hosil bo'ladi.
Ushlash samaradorligini hisoblash uchun uchta formula mavjudasenkron elektr motorining kuchi. Fazali siljish bo'yicha
S=P ÷ cos (alfa), bu erda:
S - volt-amperda o'lchanadigan aniq quvvat.
P - faol quvvat vattda.
alfa - fazali siljish.
Toʻliq quvvat haqiqiy koʻrsatkichni, faol quvvat esa hisoblangan quvvatni bildiradi.
Elektr dvigatellari turlari
Quvvat manbaiga ko'ra, drayvlar quyidagilardan ishlaydiganlarga bo'linadi:
- DC.
- AC.
Faoliyat printsipiga ko'ra, ular, o'z navbatida, quyidagilarga bo'linadi:
- Kollektor.
- Vap.
- Asinxron.
- Sinxron.
Vent dvigatellari alohida sinfga tegishli emas, chunki ularning qurilmasi kollektor haydovchisining oʻzgarishi hisoblanadi. Ularning dizayni elektron konvertorni va rotorning joylashuvi sensorini o'z ichiga oladi. Odatda ular boshqaruv paneli bilan birlashtirilgan. Ularning hisobiga armaturani muvofiqlashtirilgan almashtirish amalga oshiriladi.
Sinxron va asinxron motorlar faqat o'zgaruvchan tokda ishlaydi. Aylanish murakkab elektronika tomonidan boshqariladi. Asinxron quyidagilarga bo'linadi:
- Uch fazali.
- Ikki fazali.
- Bir fazali.
Yulduz yoki uchburchakka ulanganda uch fazali elektr motorining kuchining nazariy formulasi
P=3Uf If cos(alfa).
Biroq, chiziqli kuchlanish va oqim uchun bu shunday ko'rinadi
P=1, 73 × Uf × If × cos(alfa).
Bu qancha quvvatning haqiqiy ko'rsatkichi bo'ladivosita tarmoqdan oladi.
Sinxron quyidagilarga boʻlingan:
- Qadam.
- Gibrid.
- Induktor.
- Isterezis.
- Reaktiv.
Stepper motorlar dizaynida doimiy magnitlarga ega, shuning uchun ular alohida toifaga kiritilmagan. Mexanizmlarning ishlashi chastota konvertorlari yordamida boshqariladi. AC va doimiy tokda ishlaydigan universal motorlar ham bor.
Dvigatellarning umumiy xususiyatlari
Barcha motorlar umumiy parametrlarga ega boʻlib, ular elektr motorining quvvatini aniqlash formulasida qoʻllaniladi. Ularga asoslanib, siz mashinaning xususiyatlarini hisoblashingiz mumkin. Turli adabiyotlarda ular boshqacha nomlanishi mumkin, ammo ular bir xil ma'noni anglatadi. Bunday parametrlar ro'yxatiga quyidagilar kiradi:
- Moment.
- Dvigatel quvvati.
- Effektivlik.
- Revolyutsiyalarning nominal soni.
- Rotorning inersiya momenti.
- Nominal kuchlanish.
- Elektr vaqti doimiysi.
Yuqoridagi parametrlar, birinchi navbatda, dvigatellarning mexanik kuchi bilan ishlaydigan elektr inshootlarining samaradorligini aniqlash uchun zarurdir. Hisoblangan qiymatlar mahsulotning haqiqiy xususiyatlari haqida faqat taxminiy fikrni beradi. Biroq, bu ko'rsatkichlar ko'pincha elektr motorining quvvati formulasida qo'llaniladi. Aynan u mashinalarning samaradorligini belgilaydi.
Moment
Bu atama bir nechta sinonimlarga ega: kuch momenti, dvigatel momenti, moment, moment. Ularning barchasi bitta ko'rsatkichni belgilash uchun ishlatiladi, garchi fizika nuqtai nazaridan bu tushunchalar har doim ham bir xil emas.
Terminologiyani birlashtirish maqsadida hamma narsani yagona tizimga keltiruvchi standartlar ishlab chiqilgan. Shuning uchun, texnik hujjatlarda har doim "moment" iborasi ishlatiladi. Bu kuch va radius vektor qiymatlarining mahsulotiga teng bo'lgan vektor jismoniy miqdor. Radius vektori aylanish o'qidan qo'llaniladigan kuch nuqtasiga tortiladi. Fizika nuqtai nazaridan, moment va aylanish momenti o'rtasidagi farq kuchni qo'llash nuqtasida yotadi. Birinchi holda, bu ichki harakat, ikkinchisida - tashqi. Qiymat nyuton metrlarda o'lchanadi. Biroq, vosita quvvati formulasi asosiy qiymat sifatida momentdan foydalanadi.
Bu
sifatida hisoblanadi
M=F × r bu erda:
M - moment, Nm;
F - qo'llaniladigan kuch, H;
r - radius, m.
Aktuatorning nominal momentini hisoblash uchun
formulasidan foydalaning
Mnom=30Rnom ÷ pi × nnom, bu erda:
Rnom - elektr motorining nominal quvvati, Vt;
nnom - nominal tezlik, min-1.
Shunga koʻra, elektr motorining nominal quvvati formulasi quyidagicha koʻrinishi kerak:
Pnom=Mnom pinnom / 30.
Odatda, barcha xususiyatlar spetsifikatsiyada ko'rsatilgan. Ammo shunday bo'ladiki, siz mutlaqo yangi o'rnatishlar bilan ishlashingiz kerak,haqida ma'lumot topish juda qiyin. Bunday qurilmalarning texnik parametrlarini hisoblash uchun ularning analoglari ma'lumotlari olinadi. Bundan tashqari, faqat nominal xarakteristikalar har doim ma'lum bo'lib, ular spetsifikatsiyada keltirilgan. Haqiqiy maʼlumotlarni oʻzingiz hisoblashingiz kerak.
Dvigatel quvvati
Umumiy ma'noda, bu parametr tizim energiyasini iste'mol qilish yoki o'zgartirish tezligida ifodalangan skalyar fizik miqdordir. Bu mexanizm muayyan vaqt birligida qancha ish bajarishini ko'rsatadi. Elektr texnikasida xarakteristikasi markaziy mildagi foydali mexanik quvvatni ko'rsatadi. Ko'rsatkichni ko'rsatish uchun P yoki W harfi ishlatiladi. Asosiy o'lchov birligi - Vatt. Elektr dvigatelining quvvatini hisoblashning umumiy formulasi quyidagicha ifodalanishi mumkin:
P=dA ÷ dt bu yerda:
A - mexanik (foydali) ish (energiya), J;
t - oʻtgan vaqt, sek.
Mexanik ish ham skalyar fizik kattalik bo’lib, jismga kuch ta’sirida ifodalanadi va shu jismning yo’nalishi va siljishiga bog’liq. Bu kuch vektori va yoʻlning hosilasi:
dA=F × ds bu erda:
s - bosib oʻtgan masofa, m.
Bu qoʻllaniladigan kuch nuqtasi engib oʻtadigan masofani ifodalaydi. Aylanma harakatlar uchun u quyidagicha ifodalanadi:
ds=r × d(teta), bu erda:
teta - aylanish burchagi, rad.
Rotorning aylanish burchak chastotasini shu tarzda hisoblashingiz mumkin:
omega=d(teta) ÷ dt.
Undan valdagi elektr motorining kuchi formulasi quyidagicha: P \u003d M ×omega.
Elektr dvigatelining samaradorligi
Effektivlik energiyani mexanik energiyaga aylantirishda tizim samaradorligini aks ettiruvchi xususiyatdir. U foydali energiyaning sarflangan energiyaga nisbati sifatida ifodalanadi. Yagona o'lchov birliklari tizimiga ko'ra, u "eta" sifatida belgilanadi va foiz sifatida hisoblangan o'lchovsiz qiymatdir. Elektr dvigatelining quvvat bo'yicha samaradorligi formulasi:
eta=P2 ÷ P1 bu erda:
P1 - elektr (ta'minot) quvvati, Vt;
P2 - foydali (mexanik) quvvat, Vt;
U quyidagicha ifodalanishi mumkin:
eta=A ÷ Q × 100%, bu erda:
A - foydali ish, J;
Q - sarflangan energiya, J.
Ko'pincha koeffitsient elektr motorining quvvat sarfi formulasi yordamida hisoblanadi, chunki bu ko'rsatkichlarni o'lchash har doim osonroq.
Elektr dvigatelining unumdorligining pasayishi quyidagilarga bog'liq:
- Elektr yo'qotishlar. Bu o'tkazgichlarning ular orqali oqim o'tishidan qizib ketishi natijasida yuzaga keladi.
- Magnit yo'qotish. Yadroning haddan tashqari magnitlanishi tufayli histerezis va girdab oqimlari paydo bo'ladi, bu vosita quvvat formulasida hisobga olinishi kerak.
- Mexanik yo'qotish. Ular ishqalanish va ventilyatsiya bilan bog'liq.
- Qo'shimcha yo'qotishlar. Ular magnit maydonning harmoniklari tufayli paydo bo'ladi, chunki stator va rotor tishli. Shuningdek, o'rashda magnit harakatlantiruvchi kuchning yuqori harmoniklari mavjud.
Shuni ta'kidlash kerakki, samaradorlik eng muhim komponentlardan biridirelektr motorining kuchini hisoblash uchun formulalar, chunki u haqiqatga eng yaqin raqamlarni olish imkonini beradi. O'rtacha bu ko'rsatkich 10% dan 99% gacha o'zgarib turadi. Bu mexanizm dizayniga bog'liq.
Nominal aylanishlar soni
Dvigatelning elektromexanik xarakteristikalarining yana bir asosiy ko'rsatkichi bu mil tezligidir. U daqiqada aylanishlarda ifodalanadi. Ko'pincha uning ishlashini bilish uchun nasos motorining quvvat formulasida qo'llaniladi. Ammo shuni esda tutish kerakki, indikator har doim bo'sh va yuk ostida ishlash uchun farq qiladi. Ko'rsatkich ma'lum vaqt oralig'idagi to'liq aylanishlar soniga teng jismoniy qiymatni bildiradi.
RPM hisoblash formulasi:
n=30 × omega ÷ pi bu yerda:
n - dvigatel tezligi, aylanish tezligi.
Valning tezligi formulasi bo'yicha elektr motorining quvvatini topish uchun uni burchak tezligini hisoblashga keltirish kerak. Shunday qilib, P=M × omega quyidagicha ko'rinadi:
P=M × (2pi × n ÷ 60)=M × (n ÷ 9, 55) bu yerda
t=60 soniya.
Inersiya momenti
Bu koʻrsatkich oʻz oʻqi atrofida aylanish harakati inertsiyasining oʻlchovini aks ettiruvchi skalyar fizik miqdordir. Bunda jismning massasi uning translatsiya harakati paytidagi inertsiya qiymati hisoblanadi. Parametrning asosiy xarakteristikasi tana massalarining taqsimlanishi bilan ifodalanadi, bu o'qdan tayanch nuqtagacha bo'lgan masofa kvadratining ko'paytmalari va ob'ektning massalari yig'indisiga teng. Xalqaro birliklar tizimida.o'lchov u kg m2 sifatida belgilanadi va quyidagi formula bilan hisoblanadi:
J=∑ r2 × dm qaerda
J - inersiya momenti, kg m2;
m - ob'ektning massasi, kg.
Inersiya momentlari va kuchlar quyidagi munosabat bilan bogʻlangan:
M - J × epsilon, bu yerda
epsilon - burchak tezlashuvi, s-2.
Ko'rsatkich quyidagicha hisoblanadi:
epsilon=d(omega) × dt.
Shunday qilib, rotorning massasi va radiusini bilib, mexanizmlarning ishlash parametrlarini hisoblashingiz mumkin. Dvigatel quvvati formulasi ushbu xususiyatlarning barchasini o'z ichiga oladi.
Nominal kuchlanish
U nominal deb ham ataladi. U elektr jihozlari va tarmoqning izolyatsiyasi darajasi bilan belgilanadigan standart kuchlanish to'plami bilan ifodalangan asosiy kuchlanishni ifodalaydi. Aslida, u uskunaning turli nuqtalarida farq qilishi mumkin, lekin mexanizmlarning uzluksiz ishlashi uchun mo'ljallangan maksimal ruxsat etilgan ish sharoitlaridan oshmasligi kerak.
An'anaviy o'rnatishlar uchun nominal kuchlanish ishlab chiqaruvchi tomonidan normal ishlashda taqdim etilgan hisoblangan qiymatlar sifatida tushuniladi. Standart tarmoq kuchlanishining ro'yxati GOSTda keltirilgan. Ushbu parametrlar har doim mexanizmlarning texnik tavsiflarida tasvirlangan. Ishlash samaradorligini hisoblash uchun elektr motorining oqim bo'yicha quvvati formulasidan foydalaning:
P=U × I.
Elektr vaqti doimiysi
Quvvatlangandan keyin 63% gacha joriy darajaga erishish uchun zarur boʻlgan vaqtni bildiradi.haydovchi o'rashlari. Parametr elektromexanik xususiyatlarning vaqtinchalik jarayonlari bilan bog'liq, chunki ular katta faol qarshilik tufayli tez o'tadi. Vaqt konstantasini hisoblashning umumiy formulasi:
te=L ÷ R.
Biroq, elektromexanik vaqt doimiysi tm har doim elektromagnit vaqt doimiysi te dan katta. rotor nol tezlikda tezlashadi maksimal bo'sh tezlikka. Bu holda tenglama
ko'rinishini oladi.
M=Mst + J × (d(omega) ÷ dt), bu erda
Mst=0.
Bu yerdan formulani olamiz:
M=J × (d(omega) ÷ dt).
Aslida, elektromexanik vaqt konstantasi boshlang'ich momentdan hisoblanadi - Mp. To'g'ri chiziqli xususiyatlarga ega ideal sharoitlarda ishlaydigan mexanizm quyidagi formulaga ega bo'ladi:
M=Mp × (1 - omega ÷ omega0), bu yerda
omega0 - boʻsh turish tezligi.
Bunday hisob-kitoblar nasos motorining quvvat formulasida piston stroki bevosita mil tezligiga bog'liq bo'lganda qo'llaniladi.
Dvigatel quvvatini hisoblash uchun asosiy formulalar
Mexanizmlarning haqiqiy xususiyatlarini hisoblash uchun siz doimo ko'plab parametrlarni hisobga olishingiz kerak. birinchi navbatda, vosita sariqlariga qanday oqim berilishini bilishingiz kerak: to'g'ridan-to'g'ri yoki o'zgaruvchan. Ularning ishlash printsipi boshqacha, shuning uchun hisoblash usuli boshqacha. Drayv quvvatini hisoblashning soddalashtirilgan ko'rinishi quyidagicha ko'rinsa:
Pel=U × I qaerda
I - joriy quvvat, A;
U - kuchlanish, V;
Pel - ta'minlangan elektr quvvati. Sess.
AC dvigatel quvvati formulasida faza almashinuvi (alfa) ham hisobga olinishi kerak. Shunga ko'ra, asinxron disk uchun hisob-kitoblar quyidagicha ko'rinadi:
Pel=U × I × cos(alfa).
Faol (ta'minot) quvvatiga qo'shimcha ravishda:
- S - reaktiv, VA. S=P ÷ cos(alfa).
- Q - toʻliq, VA. Q=I × U × sin(alfa).
Hisob-kitoblar issiqlik va induktiv yo'qotishlarni, shuningdek ishqalanishni ham hisobga olishi kerak. Shuning uchun, DC motorining soddalashtirilgan formulasi modeli quyidagicha ko'rinadi:
Pel=Pmech + Rtep + Rind + Rtr, qaerda
Rmeh - foydali ishlab chiqarilgan quvvat, Vt;
Rtep - issiqlik yo'qotilishi, Vt;
Rind - induksion bobindagi zaryad narxi, Vt;
RT - ishqalanish tufayli yoʻqotish, W.
Xulosa
Elektr dvigatellari inson hayotining deyarli barcha sohalarida qo'llaniladi: kundalik hayotda, ishlab chiqarishda. Drayvdan to'g'ri foydalanish uchun nafaqat uning nominal xususiyatlarini, balki haqiqiy xususiyatlarini ham bilish kerak. Bu uning samaradorligini oshiradi va xarajatlarni kamaytiradi.
