Характеристики эл двигателя: Основные параметры электродвигателя

Технические характеристики электродвигателя АИМ, АИМР

Электродвигатель АИМ является взрывозащищенным, что предполагает определенную сферу применения. В унифицированной серии присутствуют электромоторные изделия широкого диапазона мощностей: 0,37-11 кВт. В качестве примера изделия мощностью 370 Вт можно назвать модель АИМ63A2. Примером качественного и недорогого по стоимости 11-киловаттного двигателя может служить АИМР132M4. Его КПД превышает значение в 89,5 процентов. Параметры Iпуск./Iном составляют значения 3,6-7. Электромоторные изделия серии АИМ отличает компактность и небольшой вес. Масса двигателей предлагаемого модельного ряда не выходит за пределы в 125 кг. 
































































































Тип ЭД Рн, кВт n, об/мин** КПД, % cosф Iн, А ( 380В ) Кратности Масса,
кг***
Iп/Iн Мm/Мн Мп/Мн
2p=2
ВА 80А2 1,5 2815 78,8 0,88 3,26 4,81 2,05 1,87 28
ВА 80В2 2,2 2847 81,6 0,88 4,63 6,07 2,38 2,51 30
ВА 90L2 3,0 2884 85,4 0,90 5,9 6,40 2,21 2,04 39
ВА 100L2 5,5 2885 86,7 0,92 10,5 7,90 2,92 3,03 50
ВА 100S2 4,0 2872 85,3 0,92 7,76 6,77 2,66 2,48 47
ВА 112M2 7,5 2891 89,0 0,94 13,6 6,92 2,70 2,19 76
ВА 132M2 11,0 2901 89,8 0,94 19,9 7,10 2,71 2,11 104
ВА 160М2 18,5 2936 92,0 0,93 19 6,93 2,86 2,32 165
ВА 160S2 15,0 2935 91,1 0,90 27,7 6,78 2,96 2,33 156
ВА 180S2 22 2947 90,7 0,92 40,2 6,88 3,15 2,03 230*
ВА 180М2 30 2940 91,0 0,92 55 7,54 3,24 2,25 240*
ВА200М2 37 2951 91,9 0,92 66,3 6,75 2,89 2,14 320
ВА 200L2 45 2955 92,3 0,90 82,3 6,8 2,9 2,1 325*
ВА 225M2 55 2959 93,5 0,93 95,9 6,97 3,00 2,11 393
ВА 250S2 75 2971 95,6 0,92 129,7 7,31 3,28 2,08 510
ВА 250М2 90 2968 95,5 0,93 154,8 6,63 2,94 2,94 532
ВА 280S2 110 2976 94,8 0,94 187,4 6,87 2,73 2,10 682
ВА 280М2 132 2971 94,3 0,94 225,6 7,42 2,89 2,42 630
ВА 315S2 160 2977 94,6 0,94 274,4 6,12 2,65 1,75 1000*
ВА 315M2 200 2975 94,8 0,92 348 7,1 2,2 1,8 1082*
ВА 355S2 250 2980 95,3 0,92 431 7,1 2,2 1,6 1616*
ВА 355M2 315 2980 95,6 0,92 533 7,1 2,2 1,6 1760*
2p=4
ВА 80А4 1,1 1404 78,4 0,83 2,57 4,83 2,09 2,30 28
ВА 80В4 1,5 1381 77,9 0,84 3,46 4,16 1,70 1,96 29
ВА 90L4 2,2 1395 81,6 0,84 4,87 4,86 1,77 2,38 38
ВА 100S4 3,0 1429 83,8 0,86 6,3 5,02 2,12 1,80 47
ВА 100L4 4,0 1435 85,5 0,86 8,3 5,66 2,30 2,14 50
ВА 112M4 5,5 1421 85,3 0,87 11,3 7,50 2,04 1,85 76
ВА 132S4 7,5 1449 87,8 0,85 15,3 6,65 2,58 2,35 104
ВА 132M4 11,0 1440 88,0 0,87 21,8 6,80 2,40 2,30 104
ВА 160S4 15,0 1460 90,5 0,85 29,8 6,59 2,50 2,23 166
ВА 160M4 18,5 1450 90,0 0,87 36 6,40 2,40 2,10 175
ВА 180S4 22 1465 91,2 0,87 42,3 6,63 2,85 2,23 235
ВА 180M4 30 1460 91,0 0,86 58,24 6,70 2,40 2,30 248
ВА 200M2 37 1470 92,5 0,87 69. 9 7,2 2,3 2,2 300*
ВА 200L4 45 1473 93,2 0,88 83,5 7,42 3,04 2,70 320*
ВА 225M4 55 1475 93,0 0,87 102,9 7,20 2,48 2,20 415
ВА 250S4 75 1470 93,4 0,87 140,2 5,70 2,24 2,00 520
ВА 250М4 90 1480 94,0 0,86 169 7,6 2,3 2,2 524*
ВА 280S4 110 1480 94,0 0,87 204,4 5,80 2,27 2,20 688
ВА 280M4 132 1486 94,5 0,94 225,9 5,50 2,04 2,10 688
ВА 315S4 160 1480 94,9 0,89 287,8 6,9 2,2 2,1 1000*
ВА 315M4 200 1486 95,7 0,91 350 7,10 2,88 2,88 1020*
ВА 355S4 250 1480 95,3 0,90 439,5 6,9 2,2 2,1 1546*
ВА 355M4 315 1480 95,6 0,90 550,3 6,9 2,2 2,1 1862*
2p=6
ВА 80А6 0,75 883 68,7 0,75 2,2 3,11 2,14 2,10 28
ВА 80В6 1,1 888 71,5 0,75 3,1 3,32 2,21 2,28 28
ВА 90L6 1,5 878 72,3 0,80 3,9 3,09 1,76 1,81 38
ВА 100L6 2,2 938 80,2 0,81 5,1 4,50 1,87 1,99 47
ВА 112MA6 3,0 960 81,0 0,76 7. 4 6,5 2,1 2,1 77*
ВА 112MB6 4,0 960 82,0 0,76 9,8 6,5 2,1 2,1 78*
ВА 132S6 5,5 966 86,1 0,79 12,2 6,55 2,77 2,69 98
ВА 132М6 7,5 965 86,0 0,78 17,0 6,50 2,60 2,70 104
ВА 160S6 11,0 970 87,5 0,78 24.2 6,5 2,1 2,0 141*
ВА 160M6 15,0 971 89,95 0,79 32,3 7,00 2,79 3,23 185
ВА 180M6 18,5 975 90,0 0,81 38. 3 7,0 2,1 2,1 200*
ВА 200M6 22 976 90,6 0,85 43,6 6,07 2,47 2,27 256
ВА 200L6 30 978 91,3 0,84 59,7 6,76 2,69 2,73 320
ВА 225M6 37 980 92,0 0,86 69,7 7,0 2,1 2,1 331*
ВА 250S6 45 980 92,0 0,86 84 7,0 2,1 2,1 408*
ВА 250М6 55 980 92,8 0,86 104,7 7,0 2,1 2,1 428*
ВА 280S6 75 986 94,0 0,89 135,8 6,82 2,62 2,33 760*
ВА 280M6 90 985 94,5 0,85 170,2 6,2 2,2 1,9 800*
ВА 315S6 110 980 94,0 0,86 206 6,7 2,0 2,0 1045*
ВА 315M6 132 980 94,2 0,87 244 6,7 2,0 2,0 1094*
ВА 355S6 160 990 94,5 0,82 292,3 6,7 2,0 1,9 1748*
ВА 355M6 200 990 94,2 0,82 364,6 6,7 2,0 1,8 1934*
2p=8
ВА 80В8 0,55 680 63,0 0,61 2. 17 4,0 2,0 1,8 30*
ВА 90LА8 0,75 680 70,0 0,67 2.4 4,0 2,0 1,8 33*
ВА 90LВ8 1,1 680 72,0 0,69 3.40 5.0 2,0 1,8 39*
ВА 100L8 1,5 690 74,0 0,70 4.4 5,0 2,0 1,8 50*
ВА 112MA8 2,2 710 79,0 0,71 6.0 6,0 2,0 1,8 47*
ВА 112MB8 3,0 710 80,0 0,73 7,8 6,0 2,0 1,8 78*
ВА 132S8 4,0 720 81,0 0,73 10. 3 6,0 2,0 1,9 104*
ВА 132М8 5,5 711 83,0 0,75 13,4 4,79 2,56 2,28 109*
ВА 160S8 7,5 720 85,5 0,75 17.8 6,0 2,0 2,0 140*
ВА 160M8 11,0 715 87,5 0,76 24,9 6,0 2,0 2,0 148*
ВА 180M8 15,0 730 88,0 0,76 32.2 6,5 2,0 2,0 196*
ВА 200М8  18,5 725 90,0 0,76 41,1 6,6 2,0 1,9 317*
ВА 200L8  22 732 91,0 0,78 47,2 6,20 2,51 2,30 320*
ВА 225M8 30 732 91,5 0,81 61,7 6,03 2,24 1,78 415
ВА 250S8  37 734 92,3 0,82 74,1 5,48 2,55 2,00 540*
ВА 250М8  45 733 92,5 0,83 89,5 5,25 2,40 1,92 545
ВА 280S8 55 735 92,8 0,81 112 6,6 2,0 1,8 566
ВА 280M8 75 735 93,0 0,81 151,3 6,6 2,0 1,8 770
ВА 315S8 90 735 93,8 0,82 178 6,6 2,0 1,8 1160*
ВА 315M8 110 735 94,0 0,82 217 6,4 2,0 1,8 1160*
ВА 355S8 132 741 94,6 0,83 255,4 6,30 2,40 2,31 1610*
ВА 355M8 160 740 94,2 0,82 315 6,4 2,0 1,8 1650*

При выборе электротехнической продукции следует обратить внимание на следующие модели:

  • АИМ Л 80 В2 2 2 3000;
  • АИМ 4ВР 90 L6 1 5 1000;
  • АИМ 4ВР 100 L4 4 1500;
  • АИМ 4ВР 90 L2 3 3000;
  • АИМ 4ВР 100L6 2 2 1000;
  • АИМ 4ВР 90 L4 2 2 1500;
  • АИМ 132S4 МА4 7 5 1500;
  • АИМ 4ВР 100L2 5 5 3000;
  • АИМ 132 М6 7 5 1000;
  • АИМ Л 80 В4 1 5 1500;
  • АИМ Л 80А4 1 1 1500;
  • АИМ Л 80 В6 1 1 1000;
  • АИММ ВА 160 S2 15 3000;
  • АИМ Л 80А6 0 75 1000;
  • АИМ 112 МВ6 4 1000;
  • АИМ 112 М4 5 5 1500.


ПОЧЕМУ ПОКУПАЮТ У НАС

БОЛЕЕ 15 ЛЕТ
НА РЫНКЕ!

ШИРОКИЙ
АССОРТИМЕНТ

НАЛИЧИЕ
НА СКЛАДЕ

ДОСТАВКА ВО ВСЕ
РЕГИОНЫ РОССИИ

ХОРОШИЕ
УСЛОВИЯ

ПОСТОЯННЫМ
КЛИЕНТАМ — СКИДКИ

✔ Как определить мощность электродвигателя без бирки?

Ремонт техники и оборудования на электрическом приводе часто требует замены двигателя. Чтобы производительность и другие параметры производственной линии, или отдельного механизма не изменились, нужно выбирать аналогичный мотор, или, по крайней мере, с максимально приближенными характеристиками. Главные характеристики электродвигателя:

  • мощность;
  • номинальный ток;
  • напряжение питания;
  • схема подключения;
  • обороты.

В большинстве случаев для того, чтобы определить параметры достаточно посмотреть на шильдик, закрепленный на корпусе двигателя. Но не всегда табличка присутствует, или читается. Многие электромоторы эксплуатируются в достаточно сложных условиях, надписи истираются, шильдик может быть деформирован, или закрашен.

Мощность и ток

Существует ряд способов, как определить рабочие характеристики электродвигателя без информации производителя. Но необходимо сразу оговориться, что некоторые параметры будут определены приблизительно. Причем, чем мощнее мотор, тем точнее будут показатели.

Мощность и частоту вращения определяют по габаритным размерам мотора. Большинство электродвигателей стандартизированы. Если замерить размеры корпуса и толщину вала, форму и размеры лап крепления, то по специальным таблицам легко найти марку двигателя, а, значит, и его характеристики. В случае отсутствия таблиц, можно сравнить возможности неизвестного мотора с образцом, параметры которого определены по шильдику. При одинаковых размерах, двигатель, у которого вал больше по диаметру, будет мощнее, а количество оборотов меньше.

Более точный способ определить мощность электродвигателя — замерить номинальный ток на обмотках при помощи токоизмерительных клещей. Для этого нужно знать величину нагрузки на валу. Обычно этот параметр находят в паспорте оборудования. При измерении необходимо обращать внимание на такой факт — сила тока должна быть одинакова на всех обмотках.

Мощность электродвигателя без бирки также можно вычислить, разделив ток на обмотках на 2 для моторов мощнее (предположительно) 1,5 кВт и на 2,2 для более мощных. Пользуясь замерами сопротивления обмоток на отключенном двигателе также несложно найти типовую мощность. Здесь тоже нужен справочник или таблица по двигателям. У моторов одинакового типа и мощности сопротивление обмоток равное (в некотором приближении).

Частота вращения

Как уже упоминалось, у тихоходных двигателей диаметр вала больше, чем у скоростных. Сравнивая результаты измерений валов двух двигателей, характеристики одного из которых известны, можно определить рабочие характеристики в довольно точном диапазоне. Но есть и более точный способ. Нужно посчитать количество пар полюсов статора и подставить в формулу N= 60F/P, где F – частота питающего тока. В классическом варианте — это 50 Гц, но при вычислении нужно уточнить этот параметр для конкретного участка цепи.

Для того чтобы узнать количество полюсов, нужно демонтировать крышку мотора. Делать это можно только при отключенном питании. Асинхронный двигатель может иметь одну, две, три и более пар полюсов. Для точного определения числа полюсов необходимо разбираться в особенностях намотки статора. Таким способом можно рассчитать количество оборотов с точностью до 10%, что вполне приемлемо для большинства промышленного оборудования.

Напряжение питания

Для определения, к какой сети подключать двигатель, необходимо вскрыть коробку борно. Если провода соединены звездой, значит мотор подключают к трехфазной сети питания, если треугольником — к 220 В через преобразователь частоты, или конденсатор, необходимые для запуска двигателя. На внутренней стороне крышки нанесено изображение схемы подключения и указано напряжение питания. Обычно надписи сохраняются при самых сложных условиях работы мотора.

Характеристики двигателей постоянного тока | www.electriceasy.com

Как правило, для двигателей постоянного тока важными считаются три характеристические кривые: (i) крутящий момент в зависимости от тока якоря, (ii) скорость в зависимости от тока якоря и (iii) скорость в зависимости от крутящего момента. Они объясняются ниже для каждого типа двигателя постоянного тока. Эти характеристики определяются с учетом следующих двух соотношений.
T a ∝ ɸ.I a и N ∝ E b
Эти вышеприведенные уравнения могут быть изучены при — ЭДС и уравнении крутящего момента машины постоянного тока. Для двигателя постоянного тока величина противо-ЭДС определяется тем же уравнением ЭДС генератора постоянного тока, то есть E б = PɸNZ / 60А. Для машины P, Z и A постоянны, поэтому N ∝ E b

Характеристики двигателей постоянного тока серии

Крутящий момент в зависимости от тока якоря (T

a -I a )

Эта характеристика также известна как электрическая характеристика . Мы знаем, что крутящий момент прямо пропорционален произведению тока якоря на магнитный поток, T a ∝ ɸ.I a . В двигателях постоянного тока обмотка возбуждения включена последовательно с якорем, т.е. I a = I f . Поэтому до магнитного насыщения поля поток ɸ прямо пропорционален Ia. Следовательно, до магнитного насыщения Ta α Ia 2 . Следовательно, кривая Ta-Ia является параболой для меньших значений Ia.

После магнитного насыщения полюсов поля поток ɸ не зависит от тока якоря Ia. Следовательно, крутящий момент изменяется пропорционально только Ia, T ∝ Ia. Поэтому после магнитного насыщения кривая Ta-Ia становится прямой линией.
Крутящий момент на валу (Тш) меньше момента якоря (Та) из-за паразитных потерь. Следовательно, кривая Tsh vs Ia лежит несколько ниже.

В двигателях постоянного тока (до магнитного насыщения) крутящий момент увеличивается пропорционально квадрату тока якоря. Эти двигатели используются там, где требуется высокий пусковой крутящий момент.

Скорость в зависимости от тока якоря (N-Ia)

Мы знаем соотношение N ∝ E b

При малом токе нагрузки (и, следовательно, при малом токе якоря) изменение противоЭДС Eb мало и им можно пренебречь. Следовательно, для малых течений скорость обратно пропорциональна ɸ. Как известно, поток прямо пропорционален Ia, скорость обратно пропорциональна Ia. Поэтому, когда ток якоря очень мал, скорость становится опасно высокой. это почему нельзя запускать серийный двигатель без механической нагрузки .

Но при больших нагрузках ток якоря Ia велик. И, следовательно, скорость низкая, что приводит к уменьшению обратной ЭДС Eb. Из-за уменьшения Eb допускается больший ток якоря.

Скорость в зависимости от крутящего момента (N-Ta)

Эта характеристика также называется механической характеристикой . Из приведенных выше двух характеристик двигателя постоянного тока серии можно обнаружить, что при высокой скорости крутящий момент низкий, и наоборот.

Характеристики параллельных двигателей постоянного тока

Крутящий момент в зависимости от тока якоря (Ta-Ia)

В случае шунтирующих двигателей постоянного тока можно считать, что поток поля ɸ является постоянным. Хотя при больших нагрузках ɸ несколько уменьшается из-за повышенной реакции якоря. Поскольку мы пренебрегаем изменением потока ɸ, мы можем сказать, что крутящий момент пропорционален току якоря. Следовательно, характеристика Ta-Ia для шунтового двигателя постоянного тока будет прямой линией, проходящей через начало координат.
Поскольку при большой пусковой нагрузке требуется большой пусковой ток, 9Шунтирующий двигатель 0029 никогда не должен запускаться при большой нагрузке .

Скорость в зависимости от тока якоря (N-Ia)

Поскольку поток ɸ считается постоянным, мы можем сказать, что N ∝ Eb. Но, поскольку противо-ЭДС также почти постоянна, скорость должна оставаться постоянной. Но на практике ɸ, как и Eb, уменьшается с увеличением нагрузки. Противоэдс Eb уменьшается несколько больше, чем ɸ, следовательно, скорость уменьшается незначительно. Как правило, скорость снижается только на 5–15% от скорости полной нагрузки. Таким образом, параллельный двигатель можно принять за двигатель с постоянной скоростью 9.0009 . В зависимости скорости от тока якоря на следующем рисунке прямая горизонтальная линия представляет идеальную характеристику, а фактическая характеристика показана пунктирной линией.

Характеристики составного двигателя постоянного тока

Составные двигатели постоянного тока имеют как последовательную, так и шунтирующую обмотку. В составном двигателе, если последовательная и шунтирующая обмотки соединены так, что последовательный поток имеет направление, соответствующее направлению шунтирующего потока, то двигатель называется кумулятивно составным. А если последовательный поток противоположен направлению шунтирующего потока, то говорят, что двигатель имеет дифференциальную составляющую. Характеристики обоих составных двигателей поясняются ниже.
(a) Комбинированный накопительный двигатель
Накопительный составной двигатель используется там, где требуются последовательные характеристики, но при этом нагрузка может быть полностью снята. Последовательная обмотка обеспечивает большую нагрузку, в то время как шунтирующая обмотка предотвращает работу двигателя на опасно высоких скоростях при внезапном отключении нагрузки. В этих двигателях обычно используется маховик, к которому применяются внезапные и временные нагрузки, как в прокатных станах.
(b) Дифференциальный составной двигатель
Поскольку в двигателях дифференциального возбуждения последовательный поток противодействует шунтирующему потоку, общий поток уменьшается с увеличением нагрузки. За счет этого скорость остается почти постоянной или даже может незначительно возрастать с увеличением нагрузки (N ∝ E b /ɸ). Дифференциальные составные двигатели обычно не используются, но они находят ограниченное применение в экспериментальных и исследовательских работах.

Характеристики электродвигателей | Электротехника

ОБЪЯВЛЕНИЯ:

Для выбора надежного и экономичного двигателя необходимо хорошо знать условия эксплуатации.

Недостаточно просто указать выходную мощность в кВт и скорость, необходимо также знать следующие дополнительные данные:

(i) Крутящий момент на валу во время работы, пуска и при различных нагрузках.

ОБЪЯВЛЕНИЯ:

(ii) Ускоряющий и тормозной момент.

(iii) Частота переключения.

(iv) КПД двигателя при различных нагрузках.

(v) Другие рабочие требования.

ОБЪЯВЛЕНИЯ:

При изучении поведения двигателя, выбранного для конкретного приводимого агрегата, одной из первых задач является определение того, соответствует ли характеристика скорости и момента двигателя требованиям, предъявляемым характеристикой скорости и момента приводимого устройства. Поведение привода в течение переходного периода пуска, торможения или переключения скорости также зависит от того, как характеристики скорости-момента двигателя и приводимого агрегата изменяются в зависимости от скорости.

Поэтому необходимо изучить эти характеристики, чтобы иметь возможность правильно выбрать двигатель и получить экономичный привод.

1. Скоростно-моментные характеристики машин или механизмов:

Скоростно-моментная характеристика машины или механизма, определяемая соотношением ω = f(T L ), определяется как зависимость между скоростью, с которой она работает, и развиваемым ею моментом сопротивления или нагрузки.

Разные виды механизмов и машин имеют разные скоростно-моментные характеристики. Однако можно сделать несколько общих выводов, если использовать следующее эмпирическое уравнение для скоростно-моментной характеристики некоторого ведомого узла промышленного оборудования.0019

ОБЪЯВЛЕНИЯ:

T L =T 0 + (T rn -T 0 ) (ω/ω n ) x …(1. 3)

где Т L — момент полной нагрузки (или сопротивления), развиваемый агрегатом при частоте вращения ω, к, Т 0 — момент сопротивления, развиваемый агрегатом за счет трения в его движущихся частях, Т рн — момент момент сопротивления, развиваемый агрегатом при движении с номинальной номинальной частотой вращения ω n , а x – экспоненциальный коэффициент, характеризующий изменение момента покоя при изменении скорости.

Приведенное выше уравнение (1.3) позволяет условно разделить скоростно-моментные характеристики различных видов машин и механизмов на следующие категории:

ОБЪЯВЛЕНИЯ:

я. Нагрузки, требующие постоянного крутящего момента на всех скоростях:

Такая нагрузка создает для двигателя пассивный крутящий момент, практически не зависящий от скорости. Он также характеризуется требованием дополнительного крутящего момента при скорости, близкой к нулевой. Для этой характеристики x = 0 и момента нагрузки T L не зависит от скорости. Скоростно-моментная характеристика для таких нагрузок показана вертикальной линией на рис. 1.4. Такими нагрузками являются сухое трение, краны при подъеме, лебедки, механизм подачи станков, поршневые насосы, работающие против постоянного напора, конвейеры, перекачивающие материал с постоянной массой в единицу времени. В силовых приложениях его обычно называют пусковым моментом, а в системах управления — трением (от трения прилипания).

Поскольку он меняет знак при изменении направления вращения, характеристика момента сухого трения является прерывистой, как показано на рис. 1.4.

ii. Нагрузки с линейно-возрастающей характеристикой:

ОБЪЯВЛЕНИЯ:

Такие скоростно-моментные характеристики, показанные прямой линией II на рис. 1.4, имеют каландровые машины, вихретоковые тормоза, генераторы постоянного тока с независимым возбуждением, обеспечивающие нагрузки с фиксированным омическим сопротивлением и жидкостное или вязкое трение. В этом случае x = 1 и момент нагрузки T L повышается прямо пропорционально скорости.

III. Нагрузки с нелинейно-возрастающей (параболической) характеристикой:

Для такой характеристики x = 2 и момент нагрузки T L пропорционален квадрату скорости. Такую характеристику иллюстрирует кривая III на рис. 1.4. Нагрузка со значительной силой ветра, предельным примером которой является вентилятор, имеет крутящий момент, который изменяется почти пропорционально квадрату скорости. Воздуходувки, центробежные насосы, гребные винты на кораблях или самолетах, водяные колеса, трение в трубах, напор насосов и т. д. также имеют тот же тип скоростно-крутящих характеристик.

iv. Нагрузки с нелинейной падающей (гиперболической) характеристикой (или нагрузкой постоянной мощности):

Для такой характеристики x = – 1 и момент нагрузки T L обратно пропорционален скорости, а мощность, необходимая для привода данного агрегата, остается неизменной. Такую характеристику иллюстрирует кривая IV на рис. 1. 4. К этой категории нагрузок относятся отдельные виды токарных, расточных, фрезерных и других видов металлорежущих станков, сталепрокатных моталок.

Перечисленные выше категории нагрузок не охватывают все случаи, с которыми можно столкнуться на практике, но дают хорошее представление о характеристиках, типичных для очень многих видов промышленного оборудования. На практике встречаются нагрузки, представляющие собой комбинацию этих основных видов нагрузок.

2. Характеристики момент-время нагрузки:

Возможно, изменение момента нагрузки во времени имеет такое же или большее значение при выборе двигателя. Это изменение в некоторых приложениях может быть периодическим и повторяющимся, один цикл изменения называется рабочим циклом.

Различные типы нагрузок с точки зрения характеристик момента нагрузки можно классифицировать следующим образом:

(i) Непрерывные, постоянные нагрузки, такие как бумагоделательные машины, центробежные насосы или вентиляторы, работающие в течение длительного времени в одних и тех же условиях.

(ii) Непрерывные, переменные нагрузки, такие как подъемные лебедки, металлорежущие станки, конвейеры и т. д.

(iii) Пульсирующие нагрузки, такие как поршневые насосы и текстильные ткацкие станки и вообще все машины с коленчатым валом.

(iv) Ударная нагрузка, такая как прокатные станы, ножницы, прессы, кузнечные молоты и т. д. При таких нагрузках возникают кажущиеся, регулярные и повторяющиеся пики нагрузки или импульсы.

(v) Кратковременные нагрузки, такие как мотор-генераторы для зарядки аккумуляторов; серводвигатели, используемые для дистанционного управления зажимными штангами бурильных машин.

(vi) Кратковременные периодические нагрузки, такие как краны и подъемные механизмы, экскаваторы, роликовые поезда и т. д.

Некоторые машины (такие как шаровые мельницы) строго не относятся ни к одной из упомянутых выше категорий. Если бы такие нагрузки (шаровые мельницы, каменные дробилки и др.) характеризовались частыми ударами сравнительно небольших пиков, то правильнее было бы отнести их к разряду непрерывно-переменных нагрузок, а не к ударным нагрузкам. Иногда довольно сложно провести различие между пульсирующими нагрузками и ударными нагрузками, поскольку обе они носят периодический характер.

Один и тот же привод может быть представлен моментом нагрузки, изменяющимся либо со скоростью, либо со временем. Наиболее подходящим примером является нагрузка вентилятора, чей крутящий момент нагрузки T L пропорционален квадрату скорости, также представляет собой непрерывную постоянную нагрузку.

3. Моменты нагрузки зависят от угла смещения вала:

Во всех машинах с коленчатым валом, таких как поршневые насосы и компрессоры, рамные пилы и т. д., момент нагрузки зависит от углового смещения вала или ротора двигателя. Для всех таких машин момент нагрузки Т L можно разложить на две составляющие: одну постоянной величины T av , а другую переменную T L ‘, которая периодически изменяется по величине в зависимости от углового положения вала. Такие характеристики момента нагрузки можно для простоты представить рядом Фурье как сумму колебаний основной и гармонической частот, т. е.

Где θ = ωt, ω — угловая скорость вала двигателя, приводящего в движение компрессор.

При изменении скорости происходят лишь небольшие отклонения от фиксированного значения скорости ω a , поэтому перемещение можно представить как θ = (ω a + Δω)t. Таким образом, переменная часть крутящего момента нагрузки может быть представлена ​​как:

Член r∆ωt, являющийся очень малым по величине, можно пренебречь. Таким образом, ограничиваясь малыми отклонениями по углу от положения равновесия, момент нагрузки, изменяющийся при угловом перемещении вала, может быть преобразован в момент, периодически меняющийся по отношению к валу. время.

4. Моменты нагрузки в зависимости от траектории или положения груза во время движения:

В статье 1.9.1. учитывались изменяющиеся со скоростью моменты нагрузки. Однако как в подъемных механизмах, так и в транспортных системах существуют моменты нагрузки, зависящие не только от скорости, но и от характера пути, проходимого грузом при его движении. Например, сопротивление движению поезда, движущегося вверх по уклону или совершающего поворот, зависит от величины уклона или радиуса кривизны пути соответственно.

Сила из-за градиента определяется как

F г = 1000 Вт sin θ кг. …(1.6)

Где W — вес поезда в тоннах.

Но в железнодорожных работах уклон выражается как подъем в метрах на пути 100 м и обозначается как «уклон в процентах» (G%)

т. е. G = Sin θ x 100

или sin θ = G/100

Подставив sin θ = G/100 в уравнение (1.6), имеем-

Ф г = 1000 Вт × G/100 = 10 WG кг. …(1.7)

Сила тяги, необходимая для преодоления сопротивления искривлению, определяется эмпирической формулой, приведенной ниже:

F c = 700 000 Вт/Р кг …(1,8)

Где R — радиус кривизны в метрах.

В грузоподъемных механизмах, в которых не используются хвостовые канаты или уравновешивающие канаты (рис. 1.7), момент нагрузки создается не только весом ненагруженной или загруженной клети, но и грузоподъемными канатами или тросами, которые зависит от положения двух клеток. Когда клетка 1 находится в крайнем нижнем положении и должна быть поднята вверх, весь вес веревки также должен быть перемещен вверх.

Когда обе клетки находятся на одной высоте, вес поднимаемой веревки становится равным нулю, так как вес веревок с обеих сторон уравновешивает друг друга, имея одинаковую длину. Когда клетка 1 находится выше, чем клетка 2, часть веса веревки действует таким образом, чтобы способствовать движению клетки 1 вверх. В конечном счете, когда клетка 1 достигает самого верхнего положения, весь вес веревка помогает движению вверх.

Сила сопротивления движению груза вверх, F r в связи с различной массой каната в зависимости от положения груза принимается как-

Где W r — общий вес веревки в кг, h — желаемая максимальная высота, на которую клеть должна быть перемещена вверх, в метрах, а x — высота клетки в любом произвольном положении от дна наибольшая позиция в метрах.

При больших значениях h сила F r в значительной степени влияет на работу привода, используемого в грузоподъемных механизмах, поскольку в такой ситуации вес каната может быть значительно больше, чем вес поднимаемого груза вверх. Если мы используем хвостовые канаты, как показано пунктирными линиями на рис. 1.7, вес соединительного каната может быть уравновешен, и движение клеток может быть почти плавным.

5. Скоростные характеристики электродвигателя:

Моментно-скоростная характеристика двигателя определяется как отношение между скоростью, с которой он работает, и развиваемым им крутящим моментом, т. е. ω = f(T).

Практически все электродвигатели — параллельные, последовательные, составные двигатели постоянного тока, асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором и контактными кольцами, а также коллекторные двигатели переменного тока имеют падающую скоростно-моментную характеристику, т. е. их скорость падает с увеличением момента нагрузки. Однако степень изменения скорости с изменением момента у различных типов двигателей различна, что характеризуется так называемой жесткостью их скоростно-моментной характеристики.

Скоростно-моментные характеристики электродвигателя можно разделить на три основные группы:

1. Абсолютно жесткая (плоская) характеристика скорости и крутящего момента:

Характеристика, не демонстрирующая изменения скорости при изменении момента нагрузки. С такой характеристикой работают синхронные двигатели (горизонтальная прямая I на рис. 1.8).

2. Жесткая характеристика скорости и крутящего момента:

Характеристика, показывающая скорость, которая незначительно падает с увеличением крутящего момента. Жесткую характеристику имеет двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением, а также асинхронные двигатели в рабочей области скоростно-моментной характеристики (кривая II на рис. 1.8).

Характеристика скорости и момента асинхронного двигателя имеет «жесткость», которая различается в зависимости от того, какая точка характеристики принимается во внимание (рис. 1.9). Между точками максимального крутящего момента в режиме двигателя T max M и максимального крутящего момента в режиме генератора T max G асинхронная машина будет демонстрировать довольно жесткую характеристику.

3. Мягкая характеристика скорости:

Характеристика, показывающая значительное падение скорости при увеличении крутящего момента. Такой характеристикой обладает двигатель постоянного тока с последовательным возбуждением, особенно на маломоментном участке характеристики (кривая III на рис. 1.8). У таких двигателей степень жесткости характеристики меняется на всем протяжении кривой.

Двигатели постоянного тока с составной обмоткой, в зависимости от степени жесткости их скоростно-моментных характеристик, могут рассматриваться как двигатели с жесткими или мягкими характеристиками.

6. Совместная скоростно-моментная характеристика электродвигателя:

Совместная работа электродвигателя и приводимого им агрегата, когда скорость имеет установившееся значение, соответствует условию баланса между приводным моментом двигателя и моментом сопротивления, развиваемым приводимым агрегатом при заданной скорости. Когда сопротивление или момент нагрузки, развиваемый на валу двигателя приводным агрегатом, претерпевает некоторое изменение, скорость и крутящий момент, развиваемые двигателем, изменяются автоматически, чтобы восстановить стабильную работу при новом значении скорости и момента нагрузки.

В случае неэлектрических первичных двигателей (водяная турбина, паровая турбина или дизельный/бензиновый двигатель) баланс между моментом сопротивления и крутящим моментом достигается за счет использования регулятора соответствующего типа для управления притоком энергии к первичному двигателю путем увеличение или уменьшение расхода воды, пара или топлива. В электродвигателях роль автоматического регулятора выполняет ЭДС двигателя. Эта способность электродвигателей поддерживать равновесие системы привода при изменении момента сопротивления (нагрузки), развиваемого ведомым агрегатом, чрезвычайно ценна, поскольку этот момент очень часто в той или иной степени нестабилен.

Это можно проиллюстрировать с помощью рис. 1.10, который иллюстрирует характеристику скорость-момент (кривая III) параллельного двигателя постоянного тока и две характеристики I и II производственной установки, приводимой в движение двигателем (например, конвейера). .

Характеристика I соответствует холостому состоянию конвейерной установки, а характеристика II соответствует более высокому уровню крутящего момента, развиваемого конвейером при обработке требуемого потока материала. Первоначально, в момент, когда конвейер работает на холостом ходу, момент двигателя Т = Т, а двигатель работает со скоростью ω 1 . Как только конвейер начинает поддерживать поток материала, увеличение нагрузки на двигатель приводит к торможению двигателя и снижению его скорости. Это заставляет двигатель развивать меньшую ЭДС.

Следовательно, ток якоря увеличивается, и двигатель начинает развивать больший вращающий момент. Момент двигателя растет до тех пор, пока не будет достигнута точка равновесия, при которой развиваемый двигателем момент равен моменту сопротивления приводимого агрегата, т. е. T = T 2 (где скорость ω 2 ). Эта новая точка также является общей как для скоростной характеристики II конвейера, так и для скоростной характеристики III двигателя.

При изучении работы двигателя и агрегата, который он приводит, иногда бывает удобно использовать так называемую совместную скоростную характеристику электропривода, представляющую собой кривую, представляющую собой алгебраическую сумму скоростно-моментной характеристики ведомого агрегата и приводного двигателя.

Скоростные характеристики вентилятора и приводного двигателя и совместная скоростная характеристика мотор-вентиляторного агрегата представлены кривыми I, II и III соответственно на рис. 1.11.

Когда агрегат достигает установившейся скорости ω с , двигатель работает с крутящим моментом T = крутящий момент нагрузки, T L . В этом случае крутящий момент, указанный в характеристике соединения, будет равен нулю. Работа агрегата на установившейся скорости ω s в этом случае будет считаться устойчивой, так как любое увеличение скорости приводит к отрицательному изменению (падению) момента, а любое падение скорости – к положительному изменению (росту) в крутящем моменте.

Таким образом, кривая III

является примером совместной характеристики скорости и крутящего момента привода, который сможет работать стабильно. Если бы характеристика соединения имела форму кривой IV, работа не была бы стабильной, так как незначительное увеличение скорости приводит к ускорению, так как момент двигателя превышает момент нагрузки. С другой стороны, небольшое снижение скорости приводит к замедлению, поскольку крутящий момент двигателя становится меньше крутящего момента нагрузки.

Рассмотренные выше условия работы привода в установившемся режиме представляют собой условия, необходимые для статической устойчивости привода, и применимы только при медленном изменении скорости и крутящего момента. В периоды переходных (быстрых) изменений, связанных с динамической устойчивостью, условия устойчивости привода будут иными.

Обычно, когда электропривод проектируется под конкретный привод, заранее известна его скоростно-моментная характеристика. Таким образом, проблема достижения стабильной работы в установившемся режиме при известных скоростях и моментах нагрузки ведомого агрегата состоит в выборе двигателя, характеристика скорости и момента которого будет совместима с характеристикой ведомого агрегата.

Этого можно добиться, сначала выбрав подходящий тип двигателя, а затем соответствующим образом изменив электрические параметры его цепей. Иногда для обеспечения требуемых скоростно-моментных характеристик возникает необходимость создания специальных силовых и управляющих цепей для запутанной коммутации приводного двигателя и аппаратуры управления.

7. Динамика комбинации двигатель-нагрузка:

При поступательном движении активная или движущая сила F d уравновешивается силой сопротивления F r , развиваемой ведомой машиной, и силой инерции m dv/dt, возникающей из-за изменения скорости. Когда участвующее тело имеет массу m, выраженную в кг, и скорость v, выраженную в м/с, сила инерции, как и другие силы, будет выражаться в ньютонах (кг-м/с 2 ).

Уравнение равновесия сил при поступательном движении тела можно соответственно записать в следующем виде:0019

Уравнение равновесия крутящего момента при поступательном движении тела можно, соответственно, записать в следующем виде:

Приведенное выше уравнение Из (1.11) видно, что развиваемый двигателем момент T M уравновешивается противодействующим или нагрузочным моментом T L , действующим на его вал, и инерционным или динамическим моментом J (dω/dt). В приведенных выше уравнениях. В уравнениях (1.10) и (1.11) предполагается, что масса m участвующих тел и полярный момент инерции J привода остаются постоянными, что справедливо для большого числа промышленных машин и механизмов. В некоторых приводах возникает необходимость иметь дело с переменным полярным моментом инерции, как в случае кривошипно-шатунных приводов.

Из анализа уравнения. (1.11), можно определить различные состояния, в которых может оставаться электропривод, вызывающий вращательный двигатель:

1. При T M > T L , dω/dt > 0, т. е. привод будет разгоняться, в частности, набирая скорость до номинальной.

2. При T M < T L , dω/dt < 0, т.е. привод будет тормозиться и, в частности, останавливаться. Торможение, очевидно, будет происходить и при отрицательных значениях момента двигателя. Двигатель развивает отрицательный крутящий момент, когда он переходит в режим торможения.

3. Когда T M = T L , dω/dt = 0, т. е. привод будет работать с установившейся скоростью.

Приведенные выше утверждения, а именно, что когда T M > T L привод ускоряется, а когда T M < T L привод замедляется, действительны только тогда, когда возникает нагрузка или сдерживающий момент T L быть пассивным крутящим моментом. Обратное может произойти при активных нагрузках крутящего момента. Например, при включении двигателя для подъема лебедки при ее опускании под собственным весом до изменения направления вращения происходит торможение привода при Т М > Т Л . В случае, если T M < T L в описанной выше ситуации, когда двигатель был включен для подъема лебедки, нагрузка будет продолжать опускаться, и двигатель будет ускоряться, а не замедляться.

Инерция или динамический момент J (dω/dt) появляются только в переходных режимах, т. е. при изменении скорости привода. При разгоне привода момент инерции противодействует движению привода, а при торможении поддерживает движение привода. Момент инерции как по величине, так и по знаку определяется как алгебраическая сумма момента двигателя и моментов сопротивления и нагрузки.

Ввиду вышеизложенного знаки для T M и T L в уравнении. (1.11), соответствующие двигательному режиму ведущей машины и пассивному моменту нагрузки (или активному тормозному моменту) соответственно. В общем виде уравнение крутящего момента можно записать как

Выбор знака для размещения перед каждым из крутящих моментов в приведенном выше уравнении. (1.12) зависит от условий эксплуатации и характера сопротивления или момента нагрузки. Уравнение движения привода позволяет определить зависимость момента, тока, скорости и пути от времени работы в переходных режимах. Все крутящие моменты в уравнении движения должны быть отнесены к некоторому заданному элементу системы. Чаще всего к валу двигателя относят как момент нагрузки, так и динамический момент.

Пример:

Двигатель соединен с нагрузкой, имеющей следующие характеристики:

я. Двигатель: T м = 15 – 0,5ω м

ii. Нагрузка: T l = 0,5ω 2 м

Найдите стабильную рабочую точку для этой комбинации.

Решение:

Стабильная работа будет достигнута, когда-

Т м = Т л

или 15 – 0,5ω м = 0,5ω м 2

или ω м 2 + ω м – 30 = 0

или ω м = 5 или -6

Отбрасывая минус, имеем-

ω м = 5 и T = 12,5

Итак, устойчивая рабочая точка (12.5, 5) Ответ.

Приведенные моменты нагрузки и моменты инерции:

Двигатель обычно приводит в движение промышленную машину через некоторую систему трансмиссии, отдельные части которой работают с разными скоростями. При проведении практических расчетов возникает необходимость отнесения моментов и масс отдельных деталей к какому-либо удобному элементу, например к определенному валу.

Моменты нагрузки могут передаваться от одного вала к другому на основе баланса мощности системы. При этом учитывают потери мощности в промежуточных звеньях передачи путем введения соответствующих значений КПД.

Пусть скорость вала двигателя ω M , а скорость вала данной промышленной машины ω L .

На основании равенства потоков мощности имеем-

или момент нагрузки относительно вала двигателя,

, где T L — крутящий момент нагрузки, η T — КПД трансмиссии, а i — передаточное число, равное ω M L .

При наличии нескольких ступеней передачи между приводным двигателем и ведомой машиной, как схематически показано на рис. 1.12, с передаточными числами i 1 , i 2 ,…, i n и соответствующими коэффициентами полезного действия трансмиссии η Т1 , η T2 …, η Tn , крутящий момент нагрузки относительно вала двигателя определяется как-

Моменты инерции относятся к данному валу на том основании, что общее количество кинетической энергии, запасенной в движущихся частях и относящейся к данному валу, остается неизменным.