โหมดการทำงานของไดรฟ์ไฟฟ้าในพิกัดความเร็วและแรงบิด

พลังงานไฟฟ้าที่สร้างขึ้นส่วนใหญ่จะถูกแปลงเป็นพลังงานกลโดยใช้ไดรฟ์ไฟฟ้าเพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานของเครื่องจักรและกลไกต่างๆ

หนึ่งในภารกิจสำคัญของไดรฟ์ไฟฟ้าคือ การกำหนดกฎการเปลี่ยนแปลงที่จำเป็นในช่วงเวลา M ของเครื่องยนต์ภายใต้ภาระที่แน่นอนและลักษณะการเคลื่อนที่ที่จำเป็นที่กำหนดโดยกฎของการเปลี่ยนแปลงความเร่งหรือความเร็ว งานนี้มุ่งเน้นไปที่การสังเคราะห์ระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าที่ให้กฎการเคลื่อนที่

ในกรณีทั่วไป สัญญาณของโมเมนต์ M (แรงบิดของมอเตอร์) และ Ms (โมเมนต์ของแรงต้าน) อาจแตกต่างกัน

ตัวอย่างเช่น ด้วยสัญลักษณ์ M และ Mc เดียวกัน ไดรฟ์จะทำงานในโหมดมอเตอร์ด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้น w (ความเร่งเชิงมุม e> 0)ในกรณีนี้ การหมุนของไดรฟ์เกิดขึ้นในทิศทางของการใช้แรงบิด M ของมอเตอร์ ซึ่งสามารถกระทำได้ในสองทิศทางที่เป็นไปได้ (ตามเข็มนาฬิกาหรือทวนเข็มนาฬิกา)

หนึ่งในทิศทางเหล่านี้ เช่น ตามเข็มนาฬิกา จะถือเป็นบวก และเมื่อไดรฟ์หมุนไปในทิศทางนั้น โมเมนต์ M และความเร็ว w จะถือว่าเป็นบวก ในระบบพิกัดโมเมนต์และความเร็ว (M, w) โหมดการทำงานดังกล่าวจะอยู่ในควอแดรนท์ I

ภูมิภาคของโหมดการทำงานของไดรฟ์ไฟฟ้าในพิกัดของความเร็ว w และโมเมนต์ M

หากไดรฟ์อยู่กับที่ ทิศทางการทำงานของแรงบิด M เปลี่ยนไป เครื่องหมายจะกลายเป็นค่าลบและค่า e (ความเร่งเชิงมุมของไดรฟ์)<0. ในกรณีนี้ ค่าสัมบูรณ์ของความเร็ว w จะเพิ่มขึ้น แต่เครื่องหมายเป็นค่าลบ นั่นคือ ไดรฟ์จะเร่งความเร็วในโหมดมอเตอร์เมื่อหมุนทวนเข็มนาฬิกา ระบอบการปกครองนี้จะอยู่ในส่วนที่สาม

ทิศทางของโมเมนต์คงที่ Mc (หรือสัญลักษณ์ของมัน) ขึ้นอยู่กับประเภทของแรงต้านทานที่กระทำต่อชิ้นงานและทิศทางการหมุน

โมเมนต์คงที่ถูกสร้างขึ้นโดยแรงต้านทานที่เป็นประโยชน์และเป็นอันตราย แรงต้านที่เครื่องจักรได้รับการออกแบบมาให้เอาชนะนั้นมีประโยชน์ ขนาดและลักษณะของมันขึ้นอยู่กับประเภทของกระบวนการผลิตและการออกแบบของเครื่องจักร

แรงต้านที่เป็นอันตรายเกิดจากความสูญเสียประเภทต่างๆ ที่เกิดขึ้นในกลไกระหว่างการเคลื่อนที่ และเมื่อเอาชนะได้ เครื่องจักรจะไม่ทำงานที่เป็นประโยชน์

สาเหตุหลักของการสูญเสียเหล่านี้คือแรงเสียดทานในตลับลูกปืน เฟือง ฯลฯ ซึ่งจะขัดขวางการเคลื่อนที่ในทุกทิศทางเสมอ ดังนั้นเมื่อเครื่องหมายของความเร็ว w เปลี่ยนไป เครื่องหมายของโมเมนต์คงที่ Mc จะเปลี่ยนไปเนื่องจากแรงต้านทานที่ระบุ

ช่วงเวลาคงที่ดังกล่าวเรียกว่า ปฏิกิริยาหรือเรื่อย ๆเนื่องจาก Onito ขัดขวางการเคลื่อนไหวอยู่เสมอ แต่ภายใต้อิทธิพลของมัน เมื่อดับเครื่องยนต์ การเคลื่อนไหวจะไม่เกิดขึ้น

โมเมนต์คงที่ซึ่งเกิดจากแรงต้านทานที่เป็นประโยชน์ยังสามารถเกิดปฏิกิริยาได้หากการทำงานของเครื่องจักรเกี่ยวข้องกับการเอาชนะแรงเสียดทาน การตัดหรือแรงดึง การบีบตัวและการบิดตัวของวัตถุที่ไม่ยืดหยุ่น

อย่างไรก็ตาม หากกระบวนการผลิตที่ดำเนินการโดยเครื่องจักรเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงพลังงานศักย์ขององค์ประกอบของระบบ (การยกน้ำหนัก การเสียรูปแบบยืดหยุ่นของแรงบิด การบีบอัด ฯลฯ) ช่วงเวลาคงที่ที่สร้างขึ้นโดยแรงต้านที่มีประโยชน์ ถูกเรียก มีศักยภาพหรือใช้งานอยู่.

ทิศทางของการกระทำยังคงที่และสัญญาณของโมเมนต์คงที่ Mc จะไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อสัญญาณของความเร็ว o เปลี่ยนไป ในกรณีนี้ เมื่อพลังงานศักย์ของระบบเพิ่มขึ้น โมเมนต์คงที่จะป้องกันการเคลื่อนไหว (เช่น เมื่อยกของ) และเมื่อลดลง โมเมนต์จะส่งเสริมการเคลื่อนไหว (ลดโหลด) แม้ในขณะที่ดับเครื่องยนต์

หากโมเมนต์แม่เหล็กไฟฟ้า M และความเร็ว o ตรงข้ามกัน เครื่องไฟฟ้าจะทำงานในโหมดหยุดซึ่งสอดคล้องกับควอดแดรนต์ II และ IV ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของค่าสัมบูรณ์ของ M และ Mc ความเร็วในการหมุนของไดรฟ์สามารถเพิ่ม ลด หรือคงที่ได้

วัตถุประสงค์ของเครื่องจักรไฟฟ้าที่ใช้เป็นตัวขับเคลื่อนหลักคือการจัดหาพลังงานกลให้กับเครื่องจักรทำงานเพื่อทำงานหรือหยุดเครื่องจักรที่ทำงาน (ตัวอย่างเช่น ทางเลือกของไดรฟ์ไฟฟ้าสำหรับสายพานลำเลียง).

ในกรณีแรก พลังงานไฟฟ้าที่จ่ายให้กับเครื่องจักรไฟฟ้าจะถูกแปลงเป็นพลังงานกล และแรงบิดจะถูกสร้างขึ้นบนเพลาของเครื่องจักร ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ว่าการหมุนของไดรฟ์และประสิทธิภาพของงานที่มีประโยชน์โดยหน่วยการผลิต

โหมดการทำงานของไดรฟ์ไฟฟ้านี้เรียกว่า เครื่องยนต์… แรงบิดและความเร็วของมอเตอร์ตรงกันในทิศทาง และกำลังของเพลามอเตอร์ P = Mw > 0

ลักษณะของมอเตอร์ในโหมดการทำงานนี้สามารถอยู่ใน I หรือ III quadrant โดยที่สัญญาณของความเร็วและแรงบิดเหมือนกันดังนั้น P> 0 ทางเลือกของสัญญาณความเร็วพร้อมทิศทางการหมุนที่ทราบของ มอเตอร์ (ขวาหรือซ้าย) ได้ตามอำเภอใจ

โดยปกติแล้ว ทิศทางความเร็วที่เป็นบวกจะเป็นทิศทางการหมุนของไดรฟ์ซึ่งกลไกทำงานหลัก (เช่น การยกของด้วยเครื่องยก) จากนั้นการทำงานของไดรฟ์ไฟฟ้าในทิศทางตรงกันข้ามจะเกิดขึ้นพร้อมกับสัญญาณลบของความเร็ว

หากต้องการลดความเร็วหรือหยุดเครื่องยนต์ สามารถถอดปลั๊กเครื่องยนต์ออกจากแหล่งจ่ายไฟหลักได้ ในกรณีนี้ความเร็วจะลดลงภายใต้การกระทำของแรงต้านทานต่อการเคลื่อนไหว

โหมดการทำงานนี้เรียกว่า การเคลื่อนไหวฟรี… ในกรณีนี้ ที่ความเร็วใดๆ แรงบิดของไดรฟ์จะเป็นศูนย์ นั่นคือลักษณะทางกลของมอเตอร์จะสอดคล้องกับแกนที่จัดตำแหน่ง

เพื่อลดหรือหยุดความเร็วได้เร็วกว่าในการออกตัวแบบอิสระ และเพื่อรักษาความเร็วของกลไกให้คงที่โดยมีแรงบิดของโหลดที่กระทำในทิศทางการหมุน ทิศทางของโมเมนต์ของเครื่องจักรไฟฟ้าจะต้องตรงข้ามกับทิศทางของ ความเร็ว

โหมดการทำงานของอุปกรณ์นี้เรียกว่า ยับยั้งในขณะที่เครื่องไฟฟ้ากำลังทำงานในโหมดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

กำลังขับเคลื่อน P = Mw <0 และพลังงานกลจากเครื่องจักรทำงานจะถูกป้อนไปยังเพลาของเครื่องจักรไฟฟ้าและแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า คุณลักษณะทางกลในโหมดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพบได้ในควอดแรนต์ II และ IV

พฤติกรรมของไดรฟ์ไฟฟ้าดังต่อไปนี้จากสมการการเคลื่อนที่ด้วยพารามิเตอร์ที่กำหนดขององค์ประกอบทางกลจะถูกกำหนดโดยค่าของโมเมนต์ของมอเตอร์และภาระบนเพลาของตัวเครื่อง

เนื่องจากกฎการเปลี่ยนแปลงความเร็วของไดรฟ์ไฟฟ้าระหว่างการทำงานมักได้รับการวิเคราะห์ จึงสะดวกที่จะใช้วิธีการแบบกราฟิกสำหรับไดรฟ์ไฟฟ้า ซึ่งแรงบิดของมอเตอร์และแรงบิดของโหลดขึ้นอยู่กับความเร็ว

เพื่อจุดประสงค์นี้ มักจะใช้ลักษณะทางกลของมอเตอร์ ซึ่งแสดงถึงการพึ่งพาความเร็วเชิงมุมของมอเตอร์กับแรงบิด w = f (M) และลักษณะทางกลของกลไก ซึ่งกำหนดการพึ่งพาอาศัยกันของมอเตอร์ ความเร็วของโมเมนต์คงที่ที่ลดลงซึ่งสร้างโดยโหลดของชิ้นงาน w = f (Mc) …

การพึ่งพาที่ระบุสำหรับการทำงานในสถานะคงที่ของไดรฟ์ไฟฟ้าเรียกว่าลักษณะทางกลแบบคงที่

ลักษณะทางกลคงที่ของมอเตอร์ไฟฟ้า