電気駆動装置の機械的特性

電気駆動装置の選択は、作業機械の要件によって決まります。電気駆動装置は、作業機械がすべての可能なモード（始動、負荷の受け取りと排出、停止、速度の変更、一定の負荷）で指定されたテクノロジーを確実に実行できるようにする必要があります。これらのモードの性質は、主にエンジンと作業機械の機械的特性によって決まります。エンジンと作業機械の両方の機械的特性を評価するための主な基準の 1 つは、機械的特性です。

電動機の機械的特性

電気モーターの機械的特性は、モーターによって発生するトルクに対するシャフトの回転速度の依存性です。ω=φ(Md) または n = e(Md) ここで、ω - シャフトの回転角速度、rad / 秒、n — シャフトの回転速度、rpm

モーターの機械的特性は自然依存性と呼ばれ、n = f (M) は、電力ネットワークの公称パラメータ、通常の接続方式で、電気回路に追加の抵抗なしで得られます。

追加の抵抗がある場合、または公称値以外の電圧または周波数がネットワークからモーターに供給されている場合、モーターの機械的特性は人工的と呼ばれます...明らかに、モーターには無限の数の人工的特性があります。自然なものを1つ。

ほとんどの電気モーターは、負荷がかかるとトルクが増加するにつれて速度が低下します。この場合の特性は立ち下がりと呼ばれます... トルクの変化に伴うエンジン速度の変化の程度は、比率α = ΔM / Δωまたはα = ΔMによって決定される、いわゆる機械的特性の剛性によって推定されます。 / Δн

米。 1. さまざまなタイプの機械特性: a - 電気モーター、b - 生産機械。

剛性の決定におけるモーメントの変化と落下率の値は、通常、相対単位で取得されます。これにより、異なる種類のエンジンの特性を比較することができます。

剛性の程度に応じて、エンジンのすべての機械的特性は次のグループに分類されます。

1. 剛性値 α = ∞ による絶対的な重量性能… 同期モーターは、厳密に一定の回転速度でこのような機械的特性 (図 1、a の曲線 1) を備えています。

2. α=40～10とトルク増加に対する速度低下が比較的少ないしっかりとした特性です。このグループには、独立励磁による DC モーターの固有の特性 (曲線 2) と線形セクションの誘導モーターの特性 (曲線 3) が含まれます。

3. トルクの増加に伴い速度が大きく相対的に低下し、剛性が α = 10 までのソフトな機械的特性。このような特性には、直列励磁を備えた DC モーター (曲線 4)、高い電機子抵抗を備えた独立励磁モーター、および追加の抵抗を備えた非同期モーターがあります。ローター回路内。

電気駆動装置の動作中、作業機械の抵抗に打ち勝つために、モーターは特定の瞬間を発生させる必要があります。したがって、エンジンを選定する際には、まずエンジンと作業機械の特性の対応関係を見極める必要があります。

作業機械の機械的特性

作業機械の機械的特性は、機械の静抵抗モーメントが駆動シャフトの回転速度に依存することです。関節構造の便宜上、この依存性は通常、モーター特性と同様に、ω=φ(Ms -Ms) または n =e(Miss) の形式で表現されます。

静的抵抗モーメント Ms (略して静的モーメント) は、速度が変化しない静的 (静止) モードで機械によって駆動シャフトに生じる抵抗モーメントです。

運動学的スキームの要素にかかる静的な力またはモーメントの分布がわかっている場合、機械の機械的特性は経験的に、または計算によって取得できます。機械の静的モーメントは速度だけでなく他の量にも依存する可能性があるため、電気ドライブの実際の計算では、それぞれのケースを個別に考慮する必要があります。

さまざまな作業機械の静的モーメントは、速度依存性の性質 (機械的特性) に応じてグループに分類されます。実際に最も一般的なものは次のとおりです。

1. 静的モーメントは速度にほとんど依存しないか、ほとんど依存しません (曲線 1、図 2、b)。このような特性は、吊り上げ機構、クレーン、ウインチ、ホイスト、および一定の負荷がかかるベルトコンベヤに当てはまります。

2. 機械の静モーメントは速度の 2 乗に比例して増加します (曲線 2)。この特性、軸流ファンの特性は、ファンの特性と呼ばれ、次の式の形式で分析的に表されます。 Mc = Mo + kn2、ここで、Mo は初期静的モーメントで、ほとんどの場合摩擦力によるものですが、通常は摩擦力が影響しません。速度に依存します。k は実験係数です。ファンに加えて、遠心ポンプやボルテックスポンプ、分離器、遠心分離機、プロペラ、ターボチャージャー、回転ドラムアイドラーにもファン特性があります。

3. 静モーメントは速度の増加とともに減少します (曲線 3)。このグループには、いくつかのコンベヤ機構といくつかの金属切断機の特性が含まれます。

4. 静的モーメントは速度に応じて曖昧に変化しますが、技術プロセスの特殊性により急激に変化します。このグループの特徴として、頻繁に大きな過負荷が発生して動作する機械があり、場合によっては完全停止につながることがあります。たとえば、シングルバケット掘削機のすくい上げ機構、スクレーパーコンベア、輸送物をブロックした状態での作業、破砕機、その他の機械などです。

リストされているものに加えて、実際には、ピストン ポンプやコンプレッサーなど、静的モーメントが経路に依存する他のタイプの機械の機械的特性が存在します。