คุณลักษณะทางกลของมอเตอร์ไฟฟ้าและกลไกการผลิต

เมื่อออกแบบไดรฟ์ไฟฟ้า ต้องเลือกมอเตอร์ไฟฟ้าเพื่อให้ลักษณะทางกลตรงกับลักษณะทางกลของกลไกการผลิต ลักษณะทางกลให้ความสัมพันธ์ของตัวแปรในสถานะคงตัว

ลักษณะทางกลของกลไกเรียกว่าความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วเชิงมุมและโมเมนต์ต้านทานของกลไกที่ลดลงไปยังเพลามอเตอร์) ω = f (Mc)

ข้าว. 1. ลักษณะทางกลของกลไก

ในบรรดาความหลากหลายทั้งหมดมีลักษณะทางกลของกลไกหลายประเภท:

1. ลักษณะที่มีโมเมนต์ต้านโดยไม่ขึ้นกับความเร็ว (เส้นตรง 1 ในรูปที่ 1) ลักษณะทางกลที่ไม่ขึ้นกับความเร็วถูกวาดเป็นเส้นตรงขนานกับแกนของการหมุน ในกรณีนี้คือแนวตั้ง ลักษณะดังกล่าวมีอยู่ เช่น ปั้นจั่น เครื่องกว้าน ปั๊มลูกสูบที่มีความสูงส่งคงที่ เป็นต้น

2.ลักษณะเฉพาะที่มีโมเมนต์ต้านทานเชิงเส้นขึ้นอยู่กับความเร็ว (แถวที่ 2 ในรูปที่ 1) การพึ่งพาอาศัยกันนี้มีอยู่แล้ว ตัวอย่างเช่น ในไดรฟ์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงแบบกระตุ้นอิสระที่ทำงานที่โหลดคงที่

3. ลักษณะที่มีแรงบิดเพิ่มขึ้นแบบไม่เชิงเส้น (เส้นโค้ง 3 ในรูปที่ 1) ตัวอย่างทั่วไป ได้แก่ การทำงานของพัดลม ปั๊มหอยโข่ง ใบพัด สำหรับกลไกเหล่านี้ โมเมนต์ Mc ขึ้นอยู่กับกำลังสองของความเร็วเชิงมุม ω... นี่คือสิ่งที่เรียกว่า ลักษณะทางกลของพาราโบลา (พัดลม)

4. ลักษณะที่มีโมเมนต์ต้านทานลดลงแบบไม่เชิงเส้น (เส้นโค้ง 4 ในรูปที่ 1) โมเมนต์ลากแปรผกผันกับความเร็วในการหมุน ในกรณีนี้ พลังงานจะคงที่ตลอดช่วงความเร็วการทำงานทั้งหมดของกลไก ตัวอย่างเช่น ในกลไกของการเคลื่อนที่หลักของเครื่องตัดโลหะ (การกลึง การกัด การเจาะ) ช่วงเวลาที่ Mc เปลี่ยนผกผันกับ ω และพลังงานที่กลไกใช้ไปจะคงที่

ลักษณะทางกลของมอเตอร์ไฟฟ้าเรียกว่าการพึ่งพาความเร็วเชิงมุมกับแรงบิด ωd = f (M) ที่นี่ควรระลึกไว้เสมอว่าโมเมนต์ M บนเพลามอเตอร์ไม่ว่าจะหมุนไปทางใดมีสัญญาณบวก - ช่วงเวลาของการเคลื่อนไหว ในขณะเดียวกัน โมเมนต์ต้าน Mc ก็มีสัญญาณเป็นลบ

ดังตัวอย่าง มะเดื่อ 2 แสดงลักษณะทางกล: 1 — มอเตอร์ซิงโครนัส; 2 — มอเตอร์กระแสตรงพร้อมการกระตุ้นอิสระ 3 — มอเตอร์กระแสตรงพร้อมการกระตุ้นแบบอนุกรม

ข้าว. 2. ลักษณะทางกลของมอเตอร์ไฟฟ้า

ในการประเมินคุณสมบัติของลักษณะทางกลของไดรฟ์ไฟฟ้า จะใช้แนวคิดของลักษณะความแข็งความแข็งของคุณสมบัติเชิงกลนั้นพิจารณาจากนิพจน์

β = dM / dω

โดยที่ dM - การเปลี่ยนแปลงของแรงบิดของเครื่องยนต์ dωd — การเปลี่ยนแปลงที่สอดคล้องกันของความเร็วเชิงมุม

สำหรับคุณลักษณะเชิงเส้น ค่า β จะคงที่ สำหรับค่าที่ไม่ใช่เชิงเส้นจะขึ้นอยู่กับจุดปฏิบัติการ

ด้วยแนวคิดนี้ คุณลักษณะที่แสดงในรูป 2 สามารถประเมินเชิงคุณภาพได้ดังนี้ 1 — เข้มงวดอย่างยิ่ง (β = ∞); 2 — ของแข็ง; 3 — นุ่ม

ลักษณะที่ยากอย่างยิ่ง — ความเร็วในการหมุนของมอเตอร์ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อภาระของมอเตอร์เปลี่ยนจากศูนย์เป็นค่าเล็กน้อย มอเตอร์ซิงโครนัสมีคุณสมบัตินี้

ลักษณะแข็ง — ความเร็วในการหมุนเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยเมื่อโหลดเปลี่ยนจากศูนย์เป็นค่าเล็กน้อย คุณลักษณะนี้ถูกครอบครองโดยมอเตอร์กระแสตรงแบบขนานและมอเตอร์เหนี่ยวนำในบริเวณส่วนเชิงเส้นของลักษณะเฉพาะ

คุณลักษณะที่เข้มงวดถือเป็นลักษณะหนึ่งที่การเปลี่ยนแปลงความเร็วไม่เกินประมาณ 10% ของความเร็วที่กำหนดเมื่อโหลดเปลี่ยนจากศูนย์เป็นพิกัด

คุณลักษณะที่นุ่มนวล — ความเร็วของมอเตอร์เปลี่ยนแปลงอย่างมากโดยมีการเปลี่ยนแปลงโหลดค่อนข้างน้อย คุณลักษณะนี้ถูกครอบครองโดยมอเตอร์กระแสตรงที่มีการกระตุ้นแบบอนุกรม ผสมหรือขนาน แต่มีความต้านทานเพิ่มเติมในวงจรกระดอง เช่นเดียวกับอะซิงโครนัสที่มีความต้านทานในวงจรโรเตอร์

สำหรับกลไกการผลิตส่วนใหญ่ จะใช้มอเตอร์กรงกระรอกแบบอะซิงโครนัสซึ่งมีลักษณะทางกลที่เข้มงวด

ลักษณะทางกลทั้งหมดของมอเตอร์ไฟฟ้าแบ่งออกเป็นธรรมชาติและประดิษฐ์

ลักษณะทางกลตามธรรมชาติหมายถึงสภาพการทำงานของเครื่องยนต์ที่มีค่าเล็กน้อยของพารามิเตอร์

ตัวอย่างเช่นสำหรับมอเตอร์แบบขนานสามารถพล็อตลักษณะตามธรรมชาติได้ในกรณีที่แรงดันกระดองและกระแสกระตุ้นมีค่าเล็กน้อยและไม่มีความต้านทานเพิ่มเติมในวงจรกระดอง

ลักษณะตามธรรมชาติของมอเตอร์เหนี่ยวนำสอดคล้องกับแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดและความถี่ที่กำหนดของกระแสสลับที่จ่ายให้กับสเตเตอร์ของมอเตอร์ โดยที่วงจรโรเตอร์จะไม่มีความต้านทานเพิ่มเติม

ดังนั้นสำหรับเครื่องยนต์แต่ละเครื่อง จึงสามารถสร้างลักษณะเฉพาะทางธรรมชาติเพียงลักษณะเดียวและลักษณะเทียมได้ไม่จำกัดจำนวน ตัวอย่างเช่น ค่าใหม่ของความต้านทานกระดองของมอเตอร์กระแสตรงหรือในวงจรโรเตอร์ของมอเตอร์เหนี่ยวนำจะมีลักษณะทางกลของมันเอง