1.4 Электр жетегі қозғалысының теңдеуі

Электр жетегінің тұрақталған режим жұмысында қозғалтқыштың айналдырушы иін күші механизмнің кедергі иін күшіне тең және жетектің жылдамдығы тұрақты болады. Электр жетегінің бір тұрақтанған жұмыс күйінен екінші күйіне өткен кезде анықталған заңдар бойынша инерция күшінің пайда болуына байланысты жүйедегі жылдамдық, иін күші және ток өзгереді, бұл процесс өтпелі процесс деп аталады. Олардың пайда болу себептері – қозғалтқыш білігіндегі жүктеменің немесе электр жетегінің басқарушы әрекетінің өзгеруі, яғни іске қосу, тежеу, айналу бағытын өзгерту және т. б. режимдері орын алады. Бұл жағдайда түзу қозғалыс күштерінің теңесу теңдеуін мына түрде жазуға болады

, (1.2)

мұнда F – механизмнің кедергі күшімен F_с теңесетін қозғаушы күш;

– жылдамдық өзгерген кездегі инерция күші;

m – дене массасы.

Механизмге әсер етуші күштің өлшем бірлігі кг м∙с^-2.

Айналмалы қозғалыс үшін иін күштері теңесуінің теңдеуі немесе электр жетегінің қозғалыс теңдеуі мына түрде жазылады

. (1.3)

Электр қозғалтқышының айналдырушы иін күші оның білігіндегі кедергі иін күші М_с мен динамикалық иін күшімен теңеседі, мұнда жетектің инерция иін күші көптеген өндірістік механизмдер үшін тұрақты:

M Мс кезінде;  0 - жетек үдеу режимінде;

М  Мс кезінде; < 0 - жетек баяулау режимінде;

= 0 кезінде жетек тұрақтанған жұмыс режимінде болады.

Динамикалық иін күші электр жетегінің тек ғана өтпелі режимінде, жылдамдық өзгергенде пайда болады. Бұл иін күш қозғалысқа қарсы бағытталған, тежеу кезінде ол қозғалысты ұстап тұрады. Осыны есепке алып, жетектің қозғалыс теңдеуінің жалпы жағдайдағы түрін аламыз

. (1.4)

1.5 Электр жетегінің жұмыс режимдерін жіктеу

Электр механикалық құрылғылар жүйесін талдау және синтездеу негізінде бір бөлігі механизмдердің сипаттамасына, екіншісі – тікелей электр жетегіне қойылатын талаптарға қатысты болатын белгі бойынша механизмдердің жіктелуіне сүйенетін принциптер қойылу керек.

Электр жетегі жүйесінің принциптік шешім таңдауын анықтайтын механизмдер сипаттамаларының келесі белгілері бола алады:

а) уақыт бойынша жұмыс режимі (1.4а - суреті) – үздіксіз (1 қисығы) және циклдік (2 қисығы) әрекет ету. Механизмнің үздіксіз режим жұмысы деп технологиялық амал толық орындалып бітетін ұзақ режим жұмысы. Механизмнің үздіксіз әрекет ету уақыты жетектік қозғалтқыштың қызу тұрақтысынан Т_қ аз болмауы керек. Циклдік режим технологиялық амал циклі t_ц ағымында жұмыс t_ж және үзіліс t_ү периодтарының ауысуымен сипатталады;

б) жылдамдық бойынша жұмыс режимі (1.4б - сурет) – реверсті емес (1 қисығы) және ревесті (2 қисығы). Берілген режим электр жетегі жүйесінің принциптік шешіміне әсер етеді, бірақ үздіксіз әрекет ету механизмдерінде жетектік қозғалтқышты қызуы бойынша талдауы кезінде оған аса мән берілмейді;

а)

б)

в)

г)

д)

е)

1.4 - сурет

в) жүктеменің уақыт бойынша өзгеру сипаты – тұрақты (1.4в - сурет, 1 қисығы), айнымалы (1.4в - сурет, 2 қисығы), соққылы (1.4г - сурет, 1 қисығы), кездейсоқ (1.4г - сурет, 2 қисығы);

г) жүктеменің жылдамдық бойынша өзгеру сипаты – тұрақты (активті жүктеме, 1.4д - сурет, 1 қисығы), құрғақ үйкеліс типті (реактивті жүктеме) М = sin() (1.4д - сурет, 2 қисығы), айнымалы M = bⁿ типті (1.4д - сурет, 3 қисығы).

. (1.5)

Электр жетегінің бақару жүйесін таңдауды анықтайтын келесі белгілер болуы мүмкін:

а) координаттарды реттеу – талап етілмейді; жылдамдықты , үдеуді , иін күшті М, жолды S және т.б. реттеу қажет;

б) реттеу дәлдігі – талап етілмейді, шектелген дәлдікпен реттеу талап етіледі, прецизионды, жоғарғы дәлділікпен реттеу қажеттілігі бар;

в) координаттарды жатықтық реттеу;

г) реттеу тәсілі – қолмен, жартылай автоматты, автоматты, бағдарламалық.

Өндірістік механизмдердің әртүрлі жұмыс шарттары электр жетегінің әртүрлі режимдерін шарттайды. Ол режимдер шартты белгілеулері S1-S8 бар сегіз режимге жіктеледі (1.5 - сурет). Бұл жағдай қозғалтқышты қуаты бойынша дәлірек есептеуге және таңдауға мүмкіндік береді. Электр машинасының ұзақ нақты жұмыс режимінде біліктегі жүктеме өзгермейді және оның барлық бөлігіндегі температура тұрақтанған мәніне жеткенше жалғасады.

1.5 - суретінде қозғалтқыш білігіндегі қуат Р, қуат шығындары және температураның ^ уақытқа тәуелділігі қозғалтқыштың ұзақ нақты жұмыс режимінде келтірілген.

1.5 - сурет Қозғалтқыштың ұзақ жұмыс режимінің сипаттамалары

Қысқа уақыттық нақты жұмыс режимі S2 деп өзгеріссіз нақты жүктеме периоды машинаның ажыратылу периодымен алма кезек ауысу режимін атайды. Бұл кезде жүктеме периоды машина температурасы тұрақты режимге жететіндей ұзақ емес, ал тоқтап тұру периоды машина бөліктері қоршаған орта температурасына дейін суып бітетіндей ұзақ болады (1.6 - сурет).

Бұл режимдегі тағайындалған жұмысшы периодының ұзақтығы 10, 30, 60, 90 минут.

1.6 – сурет. Қозғалтқыштың қысқа уақыттық нақты жұмыс режимінің сипаттамалары

Қайталанбалы – қысқа уақыттық нақты жұмыс режимі S3 деп өзгеріссіз нақты жүктеменің қысқа уақыттық периодтары (жұмысшы периодтар) машинаның ажыратылу периодымен алма-кезек ауысу режимін атайды, бұл кезде жұмысшы периоды температураның жоғарылауы тұрақты мәніне жететіндей соншалықты ұзақ емес (1.7 - сурет).

1.7 – сурет. Қозғалтқыштың қайталанбалы - қысқа уақыттық нақты жұмыс режимінің сипаттамасы

Қайталанбалы - қысқа уақыттық нақты режимі жиі іске қосуы бар S4 режимі.

Қайталанбалы - қысқа уақыттық нақты режимі жиі іске қосуы және электрлік тежеу S5 режимі.

Нақты жұмыс режимі жиі іске қосуы бар S6 режимі.

Нақты жұмыс режимі жиі кері айналдыруы бар S7 режимі.

Нақты жұмыс режимі екі және көп бұрыштық жылдамдықтармен аралас S8 режимі.

Әрбір өндірістік механизм жетектік электр қозғалтқышына әсер етудің ерекшелігіне ие және жоғарыда сипатталған нақты режимдердің біріне келтірілуі мүмкін.