Электромеханикада айлануу ылдамдыгын өзгөртпөстөн туруктуу жүктөм менен иштеген көптөгөн дисктер бар. Алар вентиляторлор, компрессорлор жана башкалар сыяктуу өнөр жай жана тиричилик жабдууларында колдонулат. Эгерде номиналдык мүнөздөмөлөрү белгисиз болсо, анда эсептөөлөр үчүн электр кыймылдаткычынын кубаттуулугунун формуласы колдонулат. Параметрдик эсептөөлөр өзгөчө жаңы жана аз белгилүү дисктер үчүн актуалдуу. Эсептөө атайын коэффициенттерди колдонуу менен, ошондой эле окшош механизмдер менен топтолгон тажрыйбанын негизинде жүргүзүлөт. Берилиштер электр орнотмолорунун туура иштеши үчүн маанилүү.
Электр кыймылдаткычы деген эмне?
Электр кыймылдаткычы – электр энергиясын механикалык энергияга айландыруучу түзүлүш. Көпчүлүк агрегаттардын иштеши магниттин өз ара аракетине көз карандыанын айлануу менен туюнтулган ротордун орамасы менен талаалар. Алар DC же AC кубат булактарынан иштейт. Электр кубаты батарея, инвертор же розетка болушу мүмкүн. Кээ бир учурларда кыймылдаткыч тескери иштейт, башкача айтканда, механикалык энергияны электр энергиясына айлантат. Мындай орнотуулар аба же суунун агымы менен иштеген электр станцияларында кеңири колдонулат.
Электр кыймылдаткычтары кубат булагынын түрүнө, ички дизайнына, колдонулушуна жана кубаттуулугуна жараша классификацияланат. Ошондой эле, AC дисктерде атайын щеткалар болушу мүмкүн. Алар бир фазалуу, эки фазалуу же үч фазалуу чыңалуу менен иштешет, аба же суюктук муздатылган. AC мотор кубаттуулугунун формуласы
P=U x I, бул жерде P - кубаттуулук, U - чыңалуу, I - ток.
Өлчөмү жана мүнөздөмөлөрү менен жалпы багыттагы дисктер өнөр жайда колдонулат. Кемелердин электр станцияларында, компрессордук жана насостук станцияларда кубаттуулугу 100 миц киловаттдан ашкан эн ири кыймылдаткычтар колдонулат. Чаң соргуч же желдеткич сыяктуу тиричилик шаймандарында кичине өлчөмдөрү колдонулат.
Электр кыймылдаткычынын дизайны
Drive төмөнкүлөрдү камтыйт:
- Ротор.
- Статор.
- Подшипниктер.
- Аба боштугу.
- Ороо.
- Которуу.
Ротор – дисктин өз огунун айланасында айланган жалгыз кыймылдуу бөлүгү. Өткөргүчтөр аркылуу өткөн токорамда индуктивдүү бузулууну пайда кылат. Түзүлгөн магнит талаасы статордун туруктуу магниттери менен өз ара аракеттенет, ал валды кыймылга келтирет. Алар ток боюнча электр кыймылдаткычынын кубаттуулугунун формуласы боюнча эсептелет, алар үчүн валдын бардык динамикалык мүнөздөмөлөрүн камтыган эффективдүү жана кубаттуулук коэффициенти алынат.
Подшипниктер ротордун валында жайгашкан жана анын огунун айланасында айлануусуна салым кошот. Сырткы бөлүгү алар кыймылдаткыч корпусуна бекитилет. Вал алар аркылуу өтүп, сыртка чыгат. Жүк подшипниктердин иштөө аймагынан ашып кеткендиктен, ал ашыкча деп аталат.
Статор кыймылдаткычтын электромагниттик схемасынын туруктуу элементи. Орам же туруктуу магниттерди камтышы мүмкүн. Статордун өзөгү жука металл пластинкалардан жасалган, алар арматура пакети деп аталат. Ал көбүнчө катуу таякчалар менен болгон энергияны жоготууларды азайтуу үчүн иштелип чыккан.
Аба боштугу - ротор менен статордун ортосундагы аралык. Кичинекей боштук эффективдүү, анткени ал электр кыймылдаткычынын иштөө коэффициентинин төмөндүгүнө таасирин тийгизет. Магниттөө агымы боштуктун өлчөмү менен көбөйөт. Ошондуктан, алар ар дайым аны минималдуу кылууга аракет кылышат, бирок акылга сыярлык чектерге. Өтө кичине аралык сүрүлүүгө жана кулпу элементтеринин бошошуусуна алып келет.
Ороо бир катушка чогултулган жез зымдан турат. Адатта, металлдын бир нече катмарларынан турган жумшак магниттелген өзөктүн айланасында төшөлгөн. Индукция талаасынын бузулушу учурда пайда болоторогуч зымдар аркылуу өткөн ток. Бул учурда, бирдик ачык жана жашыруун полюс конфигурациялоо режимине кирет. Биринчи учурда, орнотуунун магнит талаасы уюл бөлүгүнүн айланасында орамды түзөт. Экинчи учурда, ротор уюл бөлүгүнүн уячалары бөлүштүрүлгөн талаада чачыранды. Көлөкөлүү уюлдук кыймылдаткычта магниттик толкундоолорду басуучу орам бар.
Которуучу кирүүчү чыңалууну которуу үчүн колдонулат. Ал валда жайгашкан жана бири-биринен обочолонгон байланыш шакектеринен турат. Ротордук коммутатордун контакт щеткаларына арматура тогу берилет, бул полярдуулуктун өзгөрүшүнө алып келет жана ротордун уюлдан уюлга айлануусуна алып келет. Эгерде чыңалуу жок болсо, мотор айланууну токтотот. Заманбап машиналар айлануу процессин башкарган кошумча электроника менен жабдылган.
Иштөө принциби
Архимед мыйзамы боюнча өткөргүчтөгү ток магнит талаасын пайда кылат, анда F1 күчү аракет кылат. Эгерде бул өткөргүчтөн металл каркас жасалып, талаага 90° бурч менен жайгаштырылса, анда четтер бири-бирине карата карама-каршы багытта багытталган күчтөрдү сезишет. Алар огтун айланасында моментти түзүшөт, ал аны айланта баштайт. Арматура катушкалар туруктуу буралоону камсыз кылат. Талаа электр же туруктуу магниттер тарабынан түзүлөт. Биринчи вариант болоттун өзөгүнө оролгон катушка түрүндө жасалган. Ошентип, контур ток электромагниттик орамда индукциялык талааны пайда кылат, ал электр кыймылдаткычты пайда кылаткүч.
Асинхрондук кыймылдаткычтардын иштешин фазалык ротору бар орнотуулар мисалында кененирээк карап чыгалы. Мындай машиналар магнит талаасынын пульсациясына барабар эмес арматура ылдамдыгы менен өзгөрмө ток менен иштешет. Ошондуктан алар индуктивдүү деп да аталат. Ротор катушкалардагы электр тогунун магнит талаасы менен өз ара аракеттешүүсү менен кыймылга келтирилет.
Көмөкчү орамда чыңалуу жок болгондо, аппарат эс алат. Статордун контактыларында электр тогу пайда болоору менен + F жана -F толкундары менен мейкиндикте магнит талаасынын константасы пайда болот. Аны төмөнкү формула катары көрсөтсө болот:
pr=nrev=f1 × 60 ÷ p=n1
кайда:
pr - магнит талаасы алдыга багытта жасаган айлануулардын саны, айн/мин;
rev - карама-каршы багытта талаанын бурулуштарынын саны, айн/мин;
f1 - электр тогунун толкун жыштыгы, Гц;
p - уюлдардын саны;
1 - жалпы RPM.
Магниттик талаанын пульсациясын сезген ротор баштапкы кыймылды алат. Агым бир калыпта эмес таасир эткендиктен ал моментти иштеп чыгат. Индукция мыйзамына ылайык, кыска туташкан орамда электр кыймылдаткыч күч пайда болуп, токту пайда кылат. Анын жыштыгы ротордун тайганына пропорционалдуу. Электр тогунун магнит талаасы менен өз ара аракеттенүүсүнүн натыйжасында валдын моменти түзүлөт.
Эсептөөлөр үчүн үч формула барасинхрондуу электр кыймылдаткычынын кубаттуулугу. Фазалык алмашууну колдонуу
S=P ÷ cos (альфа), мында:
S – вольт-Амп менен өлчөнгөн көрүнүктүү кубаттуулук.
P - Ватт менен активдүү кубаттуулук.
альфа - фазалык жылыш.
Толук кубаттуулук реалдуу көрсөткүчкө, ал эми активдүү кубаттуулук эсептелгенге тиешелүү.
Электр кыймылдаткычтарынын түрлөрү
Ток булагына ылайык, дисктер төмөнкүчө иштегендерге бөлүнөт:
- DC.
- AC.
Иштөө принцибине ылайык, алар өз кезегинде төмөнкүлөргө бөлүнөт:
- Коллектор.
- Клапан.
- Асинхрондуу.
- Синхрондуу.
Вентировка кыймылдаткычтары өзүнчө класска кирбейт, анткени алардын түзүлүшү коллектордук дисктин вариациясы. Алардын дизайны электрондук өзгөрткүчтү жана ротордун абалынын сенсорун камтыйт. Адатта, алар башкаруу тактасы менен бириктирилет. Алардын эсебинен арматураны координацияланган которуу ишке ашат.
Синхрондуу жана асинхрондук кыймылдаткычтар өзгөрмө ток менен гана иштешет. Айлануу татаал электроника тарабынан башкарылат. Асинхрондор төмөнкүлөргө бөлүнөт:
- Үч фазалуу.
- Эки фазалуу.
- Бир фазалуу.
Үч фазалуу электр кыймылдаткычынын жылдызга же үч бурчка туташтырылгандагы кубаттуулугунун теориялык формуласы
P=3Uf If cos(альфа).
Бирок сызыктуу чыңалуу жана ток үчүн мындай көрүнөт
P=1, 73 × Uf × If × cos(альфа).
Бул канчалык кубаттуулуктун реалдуу көрсөткүчү болотмотор тармактан алат.
Синхрондук төмөнкүгө бөлүнөт:
- Кадам.
- Гибрид.
- Индуктор.
- Гистерезис.
- Реактивдүү.
Степпер моторлордун конструкциясында туруктуу магниттер бар, ошондуктан алар өзүнчө категория катары классификацияланбайт. Механизмдердин иштеши жыштыкты өзгөрткүчтөрдүн жардамы менен башкарылат. AC жана DC менен иштеген универсалдуу моторлор да бар.
Моторлордун жалпы мүнөздөмөсү
Бардык кыймылдаткычтарда электр кыймылдаткычынын күчүн аныктоо формуласында колдонулган жалпы параметрлер бар. Алардын негизинде сиз машинанын касиеттерин эсептей аласыз. Ар кандай адабияттарда алар ар кандай аталышы мүмкүн, бирок алар бир эле нерсени билдирет. Мындай параметрлердин тизмеси төмөнкүлөрдү камтыйт:
- Момент.
- Кыймылдаткычтын күчү.
- Натыйжалуулук.
- Революциялардын номиналдык саны.
- Ротордун инерция моменти.
- Номдук чыңалуу.
- Электрдик убакыт туруктуу.
Жогорудагы параметрлер биринчи кезекте моторлордун механикалык күчү менен иштетилген электр установкаларынын эффективдүүлүгүн аныктоо үчүн зарыл. Эсептелген баалуулуктар буюмдун чыныгы мүнөздөмөлөрү жөнүндө болжолдуу гана түшүнүк берет. Бирок бул көрсөткүчтөр көбүнчө электр кыймылдаткычынын күчү формуласында колдонулат. Ал машиналардын эффективдүүлүгүн аныктайт.
Момент
Бул терминдин бир нече синонимдери бар: күч моменти, кыймылдаткыч моменти, момент, момент. Алардын баары бир көрсөткүчтү белгилөө үчүн колдонулат, бирок физиканын көз карашы боюнча бул түшүнүктөр дайыма эле бирдей боло бербейт.
Терминологияны унификациялоо максатында бардыгын бирдиктүү системага келтирүүчү стандарттар иштелип чыккан. Ошондуктан техникалык документацияда «момент» деген сөз айкашы дайыма колдонулат. Бул вектордук физикалык чоңдук, ал күчтүн жана радиустун вектордук маанилеринин көбөйтүндүсүнө барабар. Радиус вектору айлануу огунан колдонулган күч чекитине чейин тартылат. Физика көз карашынан алганда, момент менен айлануу моментинин ортосундагы айырма күчтү колдонуу чекитинде болот. Биринчи учурда, бул ички аракет, экинчисинде - тышкы. Маани Ньютон метр менен өлчөнөт. Бирок мотордун кубаттуулугунун формуласы моментти негизги маани катары колдонот.
Бул
катары эсептелет
M=F × r мында:
M - момент, Нм;
F - колдонулган күч, H;
r - радиус, м.
Жеткичтин номиналдык моментин эсептөө үчүн
формуласын колдонуңуз
Mnom=30Rnom ÷ pi × nnom, мында:
Rnom - электр кыймылдаткычынын номиналдык кубаттуулугу, W;
nnom - номиналдык ылдамдык, мин-1.
Ошого жараша электр кыймылдаткычынын номиналдык кубаттуулугунун формуласы төмөнкүдөй болушу керек:
Pnom=Mnom pinnom / 30.
Адатта, бардык мүнөздөмөлөр спецификацияда көрсөтүлөт. Бирок, сиз толугу менен жаңы орнотуулар менен иштөөгө туура келет,жөнүндө маалымат табуу абдан кыйын. Мындай түзүлүштөрдүн техникалык параметрлерин эсептөө үчүн алардын аналогдорунун маалыматтары алынат. Ошондой эле, спецификацияда берилген номиналдык мүнөздөмөлөрү гана белгилүү. Чыныгы дайындар өзүңүз эсептелиши керек.
Кыймылдаткычтын күчү
Жалпы мааниде бул параметр скалярдык физикалык чоңдук болуп саналат, ал системанын энергиясын керектөө же трансформациялоо ылдамдыгы менен туюнтулган. Ал белгилүү бир убакыт бирдигинде механизмдин канча жумуш аткара турганын көрсөтөт. Электротехникада мүнөздөмө борбордук валдагы пайдалуу механикалык күчтү көрсөтөт. Индикаторду көрсөтүү үчүн P же W тамгасы колдонулат. Негизги өлчөө бирдиги Ватт. Электр кыймылдаткычынын күчүн эсептөөнүн жалпы формуласы төмөнкүчө чагылдырууга болот:
P=dA ÷ dt мында:
A - механикалык (пайдалуу) жумуш (энергия), J;
t - өткөн убакыт, сек.
Механикалык жумуш дагы скалярдык физикалык чоңдук болуп саналат, ал нерсеге күчтүн аракети менен туюнтулуп, бул нерсенин багыты жана жылышына жараша болот. Бул күч векторунун жана жолдун продуктусу:
dA=F × ds мында:
s - басып өткөн аралык, м.
Бул колдонулган күч чекити басып өтө турган аралыкты билдирет. Айлануучу кыймылдар үчүн ал төмөнкүчө чагылдырылат:
ds=r × d(teta), мында:
teta - айлануу бурчу, рад.
Ушуну менен ротордун айлануу бурчтук жыштыгын эсептей аласыз:
omega=d(teta) ÷ dt.
Мындан валдагы электр кыймылдаткычынын кубаттуулугунун формуласы келип чыгат: P \u003d M ×омега.
Электр кыймылдаткычынын эффективдүүлүгү
Эффективдүүлүк – энергияны механикалык энергияга айландыруудагы системанын эффективдүүлүгүн чагылдыруучу мүнөздөмө. Пайдалуу энергиянын сарпталган энергияга катышы катары көрсөтүлөт. Өлчөө бирдиктеринин бирдиктүү системасына ылайык, ал "эта" деп белгиленет жана пайыз менен эсептелген өлчөмсүз чоңдук болуп саналат. Электр кыймылдаткычынын кубаттуулугунун формуласы:
eta=P2 ÷ P1 мында:
P1 - электрдик (камсыздоо) кубаттуулугу, W;
P2 - пайдалуу (механикалык) күч, W;
Ал төмөнкүчө чагылдырууга болот:
eta=A ÷ Q × 100%, мында:
A - пайдалуу иш, J;
Q - сарпталган энергия, J.
Көбүнчө коэффициент электр кыймылдаткычынын энергия керектөө формуласы менен эсептелет, анткени бул көрсөткүчтөрдү өлчөө дайыма оңой.
Электр кыймылдаткычынын эффективдүүлүгүнүн төмөндөшү төмөнкүлөргө байланыштуу:
- Электрдик жоготуулар. Бул токтун алар аркылуу өтүүсүнөн өткөргүчтөрдүн ысытылышынын натыйжасында пайда болот.
- Магниттик жоготуу. Өзөктүн ашыкча магниттелишинен гистерезис жана куюндук агымдар пайда болот, муну мотордун кубаттуулугунун формуласында эске алуу маанилүү.
- Механикалык жоготуу. Алар сүрүлүүгө жана вентиляцияга байланыштуу.
- Кошумча жоготуулар. Алар магнит талаасынын гармоникасынан улам пайда болот, анткени статор менен ротор тиштүү. Ошондой эле орамда магнит кыймылдаткыч күчтүн жогорку гармоникасы бар.
Эффективдүүлүк эң маанилүү компоненттердин бири экенин белгилей кетүү керекэлектр кыймылдаткычынын күчүн эсептөө үчүн формулалар, анткени ал чындыкка эң жакын сандарды алууга мүмкүндүк берет. Орточо алганда, бул көрсөткүч 10% дан 99% га чейин өзгөрөт. Бул механизмдин конструкциясынан көз каранды.
Революциялардын номиналдык саны
Двигательдин электромеханикалык мүнөздөмөлөрүнүн дагы бир негизги көрсөткүчү - валдын ылдамдыгы. Ал мүнөтүнө революциялар менен көрсөтүлөт. Көбүнчө ал насостун моторунун кубаттуулугунун формуласында анын иштешин билүү үчүн колдонулат. Бирок бул көрсөткүч бош жүрүү жана жүк астында иштөө үчүн ар дайым ар кандай экенин эстен чыгарбоо керек. Индикатор белгилүү бир убакыт аралыгындагы толук айлануулардын санына барабар физикалык маанини билдирет.
RPM эсептөө формуласы:
n=30 × омега ÷ pi мында:
n - кыймылдаткычтын ылдамдыгы, мин.
Олдун ылдамдыгынын формуласы боюнча электр кыймылдаткычынын күчүн табуу үчүн аны бурчтук ылдамдыктын эсебине алып келүү керек. Ошентип, P=M × омега мындай болот:
P=M × (2pi × n ÷ 60)=M × (n ÷ 9, 55) мында
t=60 секунд.
Инерция моменти
Бул көрсөткүч скалярдык физикалык чоңдук болуп саналат, ал өз огунун айланасында айлануу кыймылынын инерциясынын өлчөмүн чагылдырат. Бул учурда дененин массасы которуу кыймылы учурундагы анын инерциясынын мааниси болуп саналат. Параметрдин негизги мүнөздөмөсү дене массаларынын бөлүштүрүлүшү менен туюнтулат, ал огунан базалык чекитке чейинки аралыктын квадратынын жана объекттин массаларынын продуктуларынын суммасына барабар. Эл аралык бирдиктер системасында.өлчөө кг m2 катары белгиленет жана формула менен эсептелет:
J=∑ r2 × dm кайда
J - инерция моменти, кг м2;
m - объекттин массасы, кг.
Инерция моменттери жана күчтөр төмөнкүдөй катыш менен байланышкан:
M - J × epsilon, мында
epsilon - бурчтук ылдамдануу, s-2.
Индикатор төмөнкүчө эсептелет:
epsilon=d(omega) × dt.
Ошентип, ротордун массасын жана радиусун билүү менен, сиз механизмдердин иштөө параметрлерин эсептей аласыз. Мотор кубаттуулугунун формуласы бул мүнөздөмөлөрдүн баарын камтыйт.
Номдук чыңалуу
Ал номиналдык деп да аталат. Ал электр жабдууларын жана тармакты изоляциялоо даражасы менен аныкталуучу чыңалуунун стандарттуу топтому менен берилген базалык чыңалууну билдирет. Чынында, ал жабдуулардын ар кандай чекиттеринде айырмаланышы мүмкүн, бирок механизмдердин үзгүлтүксүз иштеши үчүн иштелип чыккан максималдуу уруксат берилген иштөө шарттарынан ашпоого тийиш.
Кадимки орнотуулар үчүн номиналдык чыңалуу деп кадимки иштөөдө иштеп чыгуучу тарабынан берилген эсептелген маанилер түшүнүлөт. Тармактын стандарттык чыңалууларынын тизмеси ГОСТто берилген. Бул параметрлер ар дайым механизмдердин техникалык мүнөздөмөлөрүндө баяндалат. Өндүрүмдүүлүктү эсептөө үчүн электр кыймылдаткычынын токтун күчү формуласын колдонуңуз:
P=U × I.
Электрдик убакыттын туруктуусу
кубатталгандан кийин учурдагы деңгээлге 63% жетүү үчүн талап кылынган убакытты билдиретайдагычтар. Параметр электромеханикалык мүнөздөмөлөрдүн өткөөл процесстерине байланыштуу, анткени алар чоң активдүү каршылыктын эсебинен тез өтүүчү. Убакыт константасын эсептөөнүн жалпы формуласы:
te=L ÷ R.
Бирок, электромеханикалык убакыт константасы tm дайыма электромагниттик убакыт константасы te чоңураак. ротор нөл ылдамдыкта ылдамдайт максималдуу бош ылдамдыкка. Бул учурда теңдеме
формасын алат
M=Mst + J × (d(omega) ÷ dt), мында
Mst=0.
Бул жерден биз формуланы алабыз:
M=J × (d(omega) ÷ dt).
Чынында, электромеханикалык убакыт константасы баштапкы моменттен эсептелет - Mp. Түз сызыктуу мүнөздөмөлөрү бар идеалдуу шарттарда иштеген механизм төмөнкү формулага ээ болот:
M=Mp × (1 - омега ÷ омега0), мында
omega0 - бош ылдамдык.
Мындай эсептөөлөр насостун моторунун кубаттуулугунун формуласында поршеньдин соккусу валдын ылдамдыгына түздөн-түз көз каранды болгондо колдонулат.
Кыймылдаткычтын күчүн эсептөө үчүн негизги формулалар
Механизмдердин чыныгы мүнөздөмөлөрүн эсептөө үчүн ар дайым көптөгөн параметрлерди эске алуу керек. биринчи кезекте, сиз кыймылдаткычтын орамдарына кандай ток берилип жатканын билишиңиз керек: түз же кезектешип. Алардын иштөө принциби башка, ошондуктан эсептөө ыкмасы башка. Эгерде дисктин кубаттуулугун эсептөөнүн жөнөкөйлөштүрүлгөн көрүнүшү төмөнкүдөй көрүнсө:
Pel=U × I жерде
I - учурдагы күч, A;
U - чыңалуу, V;
Pel - берилген электр энергиясы. Шей.
Айнымалы ток моторунун кубаттуулугунун формуласында фазалык жылыш (альфа) да эске алынышы керек. Демек, асинхрондук диск үчүн эсептөөлөр төмөнкүдөй көрүнөт:
Pel=U × I × cos(альфа).
Активдүү (камсыздоо) кубаттан тышкары:
- S - реактивдүү, VA. S=P ÷ cos(альфа).
- Q - толук, VA. Q=I × U × sin(альфа).
Эсептөөдө жылуулук жана индуктивдүү жоготууларды, ошондой эле сүрүлүүнү да эске алуу керек. Ошондуктан, DC кыймылдаткычы үчүн жөнөкөйлөштүрүлгөн формула модели мындай болот:
Pel=Pmech + Rtep + Rind + Rtr, кайда
Рmeh - пайдалуу өндүрүлгөн кубаттуулук, W;
Rtep - жылуулук жоготуу, W;
Rind - индукциялык катушкадагы заряддын баасы, Вт;
RT - сүрүлүүдөн улам жоготуу, W.
Тыянак
Электр кыймылдаткычтары адамдын жашоосунун дээрлик бардык тармактарында: күнүмдүк турмушта, өндүрүштө колдонулат. Дискти туура колдонуу үчүн анын номиналдык мүнөздөмөлөрүн гана эмес, чыныгы өзгөчөлүктөрүн да билүү зарыл. Бул анын натыйжалуулугун жогорулатып, чыгымдарды азайтат.
