Тәуелсіз қоздырылатын тұрақты ток қозғалтқышының механикалық және тежеу режиміндегі сипаттамалары

Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 17 бет
Таңдаулыға:

Жоспар

Кіріспе
Негізгі бөлім

Тәуелсіз қоздырылатын тұрақты ток қозғалтқышының механикалық және тежеу режиміндегі сипаттамалары
Тізбектей қоздырылатын тұрақты ток қозғалтқышының механикалық және тежелу режиміндегі сипаттамалары
Асинхронды қозғалтқыштың механикалық сипаттамалары

Қорытынды

Пайдаланылған әдебиеттер

Кіріспе

Электр жетегінің механикалық сипаттамалары ЭҚ моментінен артық болған кезде қозғалтқыш қарсы жаққа айнала бастайды, ал жүкті төмен түсіре бастайды. Момент М _к2 -ге тең болған кезде сипаттаманың С нүктесіне сәйкес тұрақталған қалыпты жылдамдыққа жетеді. Зәкір қарсы жаққа айналғандықтан, ал магнит ағынының бағыты өзгермегендіктен, ЭҚК-тің бағыты да өзгереді.

теңдеуімен анықталатын ток қозғалтқыштық режимдегіден жоғары болады, ал оған сәйкес ЭҚ қарсы қосу арқылы тежеу режиміндегі моментте ұлғаяды.

I квадраттың А нүктесіне сәйкес жылдамдықпен істеп тұрған ЭҚ-тың кернеуінің полярлығын өзгерткенде ол II квадраттағы ВС сипаттамасының В нүктеде жұмыс істеуге ауысады. Одан кейін тежеу моментінің әсерінен жылдамдық азая бастайды. Жылдамдық нөлге тең болғанда (С нүктесі) ЭҚ-ты желіден ажыратса ол тоқтап қалады. Егерде ажыратпаса, жылдамдық қарсы бағытта ұлғая бастайды (III квадраттағы CD сипаттамасы бойынша) . Айналу бағыты өзгерген кезде зәкірдің ЭҚК Е-нің бағыты да өзгереді, ал қозғалтқыштық режимге көшіп қайтадан желінің кернеуіне қарсы болады. ЭЖ қайтадан тұрақты жылдамдықпен қозғалтқыштық режимде табиғи сипаттамада кері айналу бағытымен жұмыс істейді.

ЭЖ-де механизмді тез және дәл тоқтату немесе оның айналу бағытын өзгерту қажет болады. Бұл операциялардың орындалу жылдамдығы мен дәлдігі механизмнің өнімділігін, ал кей кезде өнімнің сапасын анықтайды.

Электр тежелудің үш түрі бар:

а) электр әнергиясын желіге қайтару (рекупера- ТІІБТІК) арқылы тежеу;

б) динамикалық тежеу;

в) қарсы қосу арқылы тежеу.

Тәуелсіз қоздырылатын тұрақты ток қозғалтқышының механикалық сипаттамалары. Қозғалтқыштың зәкірі Я және қоздыру орамасы ҚО бір-бірінен тәуелсіз түрленгіштерден U және U - лардан қоректендіріледі (1-сурет) . Бұл жағдайда қоздыру ток Іқ зәкір тогынан Ія-дан тәуелсіз. Механикалық сипаттаманың теңдеуі зәкір тізбегінде құралған кернеулердің тепе-теңдік теңдеуінен табылады. Қозғалтқыштың қалыптасқан режимде жұмыс істеп тұрғандағы кернеуі U зәкір тізбегіндегі кернеу түсуі IR және зәкірдің айналу электр қозғаушы күші (ЭҚК) Е-мен теңгеріледі, яғни

U=IR+E

мұнда I - қозғалтқыштың зәкір тізбегіндегі ток, A; R - зәкір тізбегінің қосынды кедергісі (Rx+R ),

Е = КФ $\mathbf{\omega}$

Мұндағы - полюстердің жұп саны;

N - зәкір орамасының актив өткізгіштер саны; а - зәкір орамасының параллель тармақтары жұп саны;

Ф - магнит ағыны Вб; to - бұрыштық жылдамдық, рад. /с-

Егерде (1) теңдеуге Е=КФа қойсақ, онда қозғалтқыштың жылдамдық теңдеуі шығады:

(3) теңдеуі қозғалтқыштың айналу жылдамдығының зәкір тогынан тәуелділігін көрсетеді. ω = $f$ (I) тәуелділікті қозғалтқыштың электр механикалық сипаттамасы деп атайды.

1-сурет. Тәуелсіз қоздырылатын тұрақты ток қозғалтқышының қосылу сұлбасы.

Механикалық сипаттаманың теңдруін алу үшін, электр қозғалтқыштың айналу жылдамдығының моменттен тәуелділігін табу керек.

Қозғалтқыштың моменті:

М = КФІ

Егерде (3) теңдеуге (4) теңдеуінен І-дің мәнін қойсақ, онда:

Немесе

мұндағы С = КФ

2-суретте тәуелсіз қоздырылатын тұрақты ток қозғалтқыштың зәкір тізбегінің әр түрлі кедергілері үшін тұрғызылған механикалық сипаттамалар келтірілген.

Егерде М= О болса, онда барлық сипаттамалар координат бойында жатқан ω ₀ нүктесі арқылы өтеді. Бұл нүктедегі бұрыштық жылдамдық кедергіден тәуелсіз. Бұл жылдамдық идеал бос жүріс жылдамдық деп аталады. Ол:

ω ₀ = $\frac{\mathbf{U}}{\mathbf{KФ}}$

R ₁ $\mathbf{<}$ R ₂ $\mathbf{<}$ R ₃ $\mathbf{<}$ R ₄ $\mathbf{<}$ R ₅

2-сурет. Тәуелсіз қоздыырылатын тұрақты ток қозғалтқышының табиғи және реостаттық механикалық сипаттамалары.

Егерде қозғалтқыш жүктемесіз ω ₀ жылдамдықпен жұмыс істеп тұрса, онда оның білігінде кедергі моменті М _к пайда болғанда бұрыштық жылдамдық азаяды. Осы себептен ЭҚК-і Е азаяды, ал ток I және момент М ұлғаяды. Бұрыштық жылдамдық қозғалтқыштың моменті М кедергі моментіне М _к тең болғанға дейін азаяды. (5) теңдеудің екінші қосылғышы $\mathrm{\Delta}\omega = \frac{R}{K^{2}Ф^{2}}M$ ЭЖ-нің жылдамдығының статикалық түсуі деп аталады.

Қозғалтқыштың жылдамдық теңдеуін былай жазуға болады:

$\mathbf{\omega =}\mathbf{\omega}_{\mathbf{0}}\mathbf{- \mathrm{\Delta}\omega}$ (8)

Табиғи сипаттама жылдамдығының төмендеуі:

Қосымша кедергі $R_{қ}$ зәкір тізбегіне қосылған кезде жылдамдықтың төмендеуі:

Бұл жағдайға сәйкес сипаттамалар, жасанды сипаттамалар деп аталады.

Егерде (8) теңдеуді и0 бөлсек, онда жылдамдық азаюы салыстырмалы бірлікте көрсетіледі:

Тәуелсіз қоздырылатын тұрақты ток қозғалтқышыныц тежеу режимдеріндегі механикалық сипаттамалары . ЭЖ-де механизмді тез және дәл тоқтату немесе оның айналу бағытын өзгерту қажет болады. Бұл операциялардың орындалу жылдамдығы мен дәлдігі механизмнің өнімділігін, ал кей кезде өнімнің сапасын анықтайды.

Электр тежелудің үш түрі бар:

а) электр әнергиясын желіге қайтару (рекупера- ТІІБТІК) арқылы тежеу;

б) динамикалық тежеу;

в) қарсы қосу арқылы тежеу.

Осы режимдерге сәйкес механикалық сипаттамалар 3-суретте келтірілген.

а) электр әнергиясын желіге қайтару (рекупера- тивтік) арқылы тежеу.

Осы режим ЭҚ-тың жылдамдығы, идеал бос жүріс жылдамдықтан жоғары болған кезде болады. Қозғалтқыштың ЭҚК-і Е , кернеу U -дан асып кетеді, ал ток I өзінің бағытын кері өзгертеді.

3-сурет. Әр түрлі тежелу режимдеріндегі тәуелсіз қоздырылатын тұрақты ток қозғалтқышының механикалық сипаттамалары.

Қозғалтқыш желімен параллель генераторлық режимде жұмыс істейді, яғни ол әнергияны желіге қайтарады. Бұл мына теңдеуден көрініп тұр:

Сол себептен моменттің таңбасы керіге өзгереді де, тежеуші болып қалады.

М=-КФІ . Егерде тежеуші моментті М _т =-М белгілесек, онда (5) теңдеудің ( ω > ω ₀ болғанда) түрі мынадай болады:

Мұндай тежеу режимі жүкті түсірген кезде көтергіш механизмдердің ЭЖ-терінде болады. Мұндай тежеу өте үнемді, себебі қозғалтқыш білігінен келетін механикалық энергия әлектр әнергиясына түрлендіреді де, желіге қайтарылады.

б) динамикалық тежелу

Динамикалық тежелу режимі қозғалтқыштың зәкірін желіден ажыратып кедергіге қосқан кезде жүзеге асады (4-сурет), ал қоздыру орамасы желіге қосылған күйінде қалады.

4-сурет. Дниамикалық тежеу режиміндегі тәуелсіз қоздырылатын тұрақты ток қозғалтқышының қосылу сұлбасы.

Бұл режимде электр энергиясы желіге қайтарылмайды, ол R _p кедергіде жылу түрінде бөлініп шығып қоршаған ортаға тарайды. Қозғалтқыштың ЭҚК- нің таңбасы өзгермеген себептен, ал зәкірге кернеу берілмегендіктен зәкірдің тогы

I = - $\ \frac{E}{R}$ мұндағы R - зәкір тізбегінің кедергісі.

Динамикалық тежеу моменті:

Магнит ағыны Ф тұрақты болған кезде:

в) қарсы қосу арқылы тежеу.

Мұндай тежеу режимі қозғалтқыштың орамалары бір бағытқа айналуға арналып айналғанда, ал зәкір сыртқы моменттің әлде инерциялық күштердің әсерінен қарсы жаққа айналғанда пайда болады. Мысалы: көтергіштің жетегі, ЭҚ жүкті көтеруге қосылғанда, ал жүктің әсерімен туатын момент жетекті жүк түсіру жаққа айналдырғанда болады. Сондай-ақ, мұндай режим қозғалтқыштың зәкір орамасын (немесе қоздыру орамасын) тез тоқтатуға немесе айналу бағытын керіге өзгертуге ауыстырып қосқан кезде болады. Қарсы қосу арқылы тежеудің механикалық сипаттамасы 5-суретте көрсетілген.

ЭҚ орамаларын жүкті көтеру үшін қосқанда, қозғалтқыш, тек жүктің кедергі моменті М _К1 , қысқа тұййықталу моментінен М _кт кем болғанда ғана қосылады.

Бұл жағдайда ЭҚ-тың жылдамдығы желіге қосылғаннан кейін ғана ұлғаяды да, тұрақтанған қалыпқа жетеді (А нүкге) . Зәкірдің тогы

5-сурет. Қарсы қосу арқылы тежеудің механикалық сипаттамаасы

Жүктің моменті ұлғайған кезде, ЭҚ-тың бұрыштық айналу жылдамдығы АВ сипаттамаға сәйкес азаяды да, егерде жүктің моменті қысқа тұйықталу моментіне М _кт . тең болса, ЭҚ тоқтайды. Бұл жағдайда (ω=0 болғанда) қозғалтқыштың Э. Қ. К-ші Е=0, ал сол себептен ток

Жүкті көтерген кезде кедергі моменті де өседі. Ол ЭҚ моментінен артық болған кезде қозғалтқыш қарсы жаққа айнала бастайды, ал жүкті төмен түсіре бастайды. Момент М _к2 -ге тең болған кезде сипаттаманың С нүктесіне сәйкес тұрақталған қалыпты жылдамдыққа жетеді. Зәкір қарсы жаққа айналғандықтан, ал магнит ағынының бағыты өзгермегендіктен, ЭҚК-тің бағыты да өзгереді.

6-сурет. Қарсы қосу арқылы тежеу режиміндегі қозғалтқыштың механикалық сипаттамасы

Егерде зәкірдің шықпасында кернеудің полярлығын қайтадан өзгертсе, онда ЭҚ қайтадан қарсы қосу режиміне ауысады. ЭҚ-тың айналу жылдамдығының қарсы бағытқа ауысуы GKL сипаттамасы бойынша өтеді.

Тізбектей қоздырылатын тұрақты ток қозғалтқышының механикалық сипаттамалары

Электр механикалық сипаттаманың теңдеуі ω =

, мұндағы R - зәкір тізбегі мен қоздыру орама кедергілерінің қосынды кедергісі.

7-сурет. Тізбектей қоздырылатын тұрақты ток қозғалтқыштың жалғану сұлбасы

8-сурет. Тізбектей қоздырылатын тұрақты ток қозғалтқышының магниттелу қисығы.

9-сурет. Тізбектей қоздырылатын тұрақты ток қозғалтқышының механикалық сипаттамасы.

Тәуелсіз қоздырылатын қозғалтқышқа қарағанда тізбектей қоздырылатын қозғалтқышта магнит ағыны Ф токқа тәуелді.

Егерде магнит жүйенің қанығуын есепке алмасақ, онда магнит ағыны мен токтың арасындағы тәуелділік сызықты деп есептеуге болады, яғни Ф = аІ.

Бұл жағдайда қозғалтқыштың моменті

М - КФІ = αКІ ² = mІ ² (16)

Бұрыштық жылдамдықтың теңдеуіне (16) теңдеуден токтың мәнін қойсақ механикалық сипаттаманың формуласын табамыз:

Бұдан шығатыны, егерде магниттік тізбек қаныққан болмаса, онда механикалық сипаттама қисық сызықпен көрсетіледі (9-сурет) .

Табиғи механикалық сипаттамалардың (17) теңдеумен тұрғызылған сипаттамалардан айырмашылығы болғандықтан сипаттамалар графоаналиттік әдіспен тұрғызылады. Табиғи механикалық сипаттамалар, әдетте каталогтарда келтірілетін n - $f$ (I) және М = $\psi$ (I) әмбебап сипаттамалар арқылы тұрғызылады.

Жекелеген типті қозғалтқыштар сериясы үшін бұл сипаттамалар салыстырмалы бірлікте беріледі: ω* = $f$ /(I*) және М* = $\psi$ (І) . Осындай әмбебаб деп аталатын сипаттамалар 10-суретте көрсетілген.

2. 10-сурет. Тізбектей қоздырылатын тұрақты ток қозғалтқышының моменті мен бұрыштық жылдамдығының зәкір тогынан тәуелділігі.

Табиғи сипаттамаларды тұрғызу үшін келесі әдісті пайдаланайық. Табиғи сипаттаманың теңдеуі

мұндағы R _k = R _я +R _қо

Егерде зәкір тізбегіне қосымша кедергі R _р (реостат) қосылса, онда қозғалтқыш реостаттық сипаттамада жұмыс істейді, ол үшін

осы теңдеуді алдыңғы теңдеуге бөлсек:

осы арадан шығатыны

немесе салыстырмалы бірліктерде

мұндағы салыстырмалы бірліктеріндегі зәкір тізбегінің жинақты кедергісі:

Осы арадан шығатыны

Немесе салыстырмалы бірліктерде

Реостаттық сипаттамаларды тұрғызу тәртібі мынандай:

Токтың I* кейбір мәнін алып, табиғи сипаттама арқылы ω _т1 - ты табады. Содан кейін белгілі (21) тендеуі бойынша R* = R ₁ , сондай-ақ I ₁ *, бойынша белгісіз ω ₁ * мәнін анықтаймыз. Дәл осы сияқты токтың I* басқа мәндерінен жылдамдықтың белгісіз ω ₂ , ω ₃ және т. б. керекті мәндерін анықтаймыз.

11, 12-суреттерде тізбектей қоздырылатын қозғалтқыштың табиғи Rқ* және Rp* реостаттық сипаттамалары, көрсетілген әдіс бойынша тұрғызылған.

10-суреттегі келтірілген ω" = $f$ (I) қисығын және әлектр механикалық сипаттамаларды пайдаланып қозғалтқыштың механикалық сипаттамаларын ω* = $f$ (М*) бейнелейтін қисықтарды оңай тұрғызуға болады.

11-сурет. Тізбектей қоздырылатын қозғалтқыштың табиғи және реостаттық электр механикалық сипаттамалары.

12-сурет. Тізбектей қоздырылатын тұрақты ток қоздырғышының табиғи және реостаттық сипаттамалары.

Тізбектей қоздырылатын тұрақты ток қозғалтқышының тежелу режимдеріндегі механикалық сипаттамалары

Тізбектей қоздырылатын ЭҚ тежеудің екі режимі болады: динамикалық тежеу және қарсы қосу арқылы тежеу. Қарсы қосу арқылы тежеудің сипаттамасы, қозғалтқыштық режим сипаттамаларының жалғасы ретінде теріс бұрыштық жылдамдық аймағында өтетін болады. Бұл 13-суретте I және IV квадраттарда өтетін сипаттамалармен көрсетілген.

Егерде жүкті түсіру моменті электр қозғалтқыштың қысқа тұйықталу М _{қ. т.} моментінен үлкен болса ғана қарсы қосу арқылы тежеу мүмкін болады.

Зәкірге келтірілген кернеуді қарама-қарсы өзгерту арқылы, қарсы қосу арқылы тежеу режимін құруға болады. Бұл жағдайда зәкір тогы бағыты өзгеріп, қоздырылатын токтың бағыты өзгермеуі керек. Кернеуді қарама-қарсы өзгерту кезіндегі механикалық сипаттамалар 14-суретте келтірілген.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.