2.1 Сурет-Тәуелсіз қоздырылатын тұрақты ток қозғалтқышы

U=ІR+Е (2.1)

мұнда І - қозғалтқьштың якорь тізбегіндегі ток, А; R-якорь тізбегінің қосынды кедергісі(R_х+R_я), Ом;

Е = КФ (2.2)

Мұндағы К = ; Р - полюстердің жұп саны; N-якорь орамасының өткізгіштер саны; а-якорь орамасының паралель тармақтары;

Ф-магнит ағыны Вб;  - бұрыштық жылдамдық, рад/сек.

Егер де (2.1) тендеуге Е=КФ қойсақ, онда қозғалтқыштың жылдамдық тендеуі шығады:

(2.3)

(2.3) тендеуі қозғалтқыштың айналу жылдамдығының якорь тоғынан тәуелділігін көрсетеді.  = (І) тәуелділікті қозғалтқыштың электрмеханика-

лық сипаттамасы деп атайды.

Механикалық сипаттаманы тұрғызу үшін, электр қозғалтқыштың айналу жылдамдығының моментінен тәуелділігін табу керек.

Қозғалтқыштың моменті:

М = КФІ, (2.4)

Егер де (2.3) теңдеуге (2.4) теңдеуінен І-дің мәнін қойсақ,онда:

(2.5.)

немесе

(2.6)

мұндағы С = КФ

2.2-суретте тәуелсіз қоздырылатын тұрақты ток қозғалтқыштың якорь тізбегінің әртүрлі кедергілері үшін тұғызылған механикалық сипаттамалар келтірілген.

Егер де М= О болса, онда барлық сипаттамалар ординат бойында жатқан ₀ нүктесі арқылы өтеді. Бұл нүктедегі бұрыштық жылдамдық кедергіден тәуелсіз. Бұл жылдамдық мүлткісіз бос жүріс жылдамдық деп аталады. Ол:

(2.7)

R₁ R₂ R₃ R₄ R₅

2.2 Сурет- Механикалық сипаттамалар.

Егер де қозғалтқыш жүктемесіз 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 І және момент М ұлғайады. Бұрыштық жылдамдық қозғалтқыштың моменті М кедергі моментіне М_к тең болғанға дейін азаяды.(2.5) теңдеудің екінші мүшесі ЭЖ-нің жылдамдығының статикалық кұралуы деп аталады.

Қозғалтқыштың жылдамдық теңдеуін былай деп жазуға болады:

=₀- (2.8)

Табиғи сипаттама жылдамдығының теңдеуі

(2.9.)

Қосымша кедергі R_қ якорь тізбегіне қосылған кезде жылдамдықтың төмендеуі:

(2.10)

Бұл жағдайға сәйкес сипаттамалар, жасанды сипаттамалар деп аталады.

Егер де (2.8) теңдеуді ₀ бөлсек,онда жылдамдық азаюы салыстырмалы бірлікте көрсетіледі:

(2.11)

Тәуелсіз қоздырылатын тұрақты ток қозғалтқыштың тежеу режимдеріндегі механикалық сипаттамалар

ЭЖ-де механизмді тез және дәл тоқтату немесе оның айналу бағытын өзгерту қажет болады. Жылдамдық және дәлдік механизмнің өнімділігін, ал кей кезде өнімнің сапасьн анықтайды.

Электр тежелудің үш түрі бар:

а) электр энергиясын желіге қайтару (рекуперативтік) арқылы тежеу;

б) динамикалық тежеу;

в) қарсы қосу арқылы тежеу.

Осы режимдерге ұқсас механикалық сипаттамалар 2.3-суретте келтірілген.

2.3 сурет. Әртүрлі режимдердегі тізбектеп қоздырылатын тұрақты ток козғалтқыштың механикалық сипаттамалары

а) электр энергиясын желіге қайтару (рекуперативтік) арқылы тежеу.

Осы режим ЭҚ-тың жылдамдығы, мүлткісіз бос жүріс жылдамдықтан жоғары болған кезде болады. Қозғалткыштың ЭҚК-і Е, кернеу U-дан асып кетеді, ал ток І өзінің бағытын кері өзгертеді. Қозғалтқыш желімен параллель генераторлық режимде жұмыс істейді, яғни ол энергияны желіге қайтарады. Бұл мына теңдеуден көрініп тұр:

(2.12)

ал сол себептен моменттің таңбасы керіге өзгереді де, тежеу болып қалады

М = - КФІ. Егерде тежеу моментті М_т = -М белгілесек, онда (2.5) теңдеудің (>₀ болғанда) түрі мынадай болады:

 = (2.13)

Мұндай тежеу режимі жүкті түсірген кезде көтергіш механизмдердің ЭЖ-терінде болады. Мұндай тежеу өте өнімді, себебі қозғалтқыш білігінен

келетін механикалық энергияны электр энергиясына түрлендіреді де, оны желіге қайтарады.

б) динамикалық тежелу

Динамикалық тежеу режимі қозғатқыштың якорін желіден ажыратып кедергіге қосқан кезде болады (2.4-сурет), ал қоздыру орамасы желіге қосылған күйінде кдлады. Бұл режимде электр энергия желіге қайтарылмайды, ол R_p, кедергіден жылу түрінде бөлініп шығады. Қозғалтқыштың ЭҚК-нің таңбасы өзгермеген себептен, ал якорьге кернеу қосылмағандықтан якорьдің тоғы

I = - мұндағы R – якорь тізбегінің кедергісі.

2.4 сурет. Динамикалық тежеу сұлбасы

Тежеу моменті динамикалық тежеу режиміне тең:

- М_т = KI = -  (2.14)

Магнит ағын Ф тұрақты болған кезде:

 = (2.15)

в) қарсы қосу арқылы тежеу

Мұндай тежеу режимі қозғалтқыштың орамалары бір бағытта айналғанда, ал якорь сыртқы моменттің әсерімен әлде инерциялық кұштерімен қарсы жаққа айналғанда пайда болады. Мысалы: көтергіштің жетегі, ЭҚ жүкгі көтеруге қосылғанда, ал жүктің әсерімен туатын момент жететі жүк түсу жаққа айналдырғанда болады. Мұндай режим қозғалтқыштың яксрь орамасын (немесе қоздыру орамасын) тез тоқтатуға немесе айналу бағытты керіге ауыстырып қосқан кезде болады. Қарсы қосу арқылы тежеудің механикалық сипаттамасы 2.5-суретте көрсетілген.

ЭҚ орамаларын жүкті көтеру үшін қосқанда, қозғалтқыш, тек жүктің кедергі моменті М_К1, қысқа тұйықталу моментінен М_кт кем болғанда ғана қосылады.

2.5 сурет. Қарсы қосу арқылы тежеудің механикалық сипаттамасы

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

І =

Жүктің моменті ұлғайған кезде, ЭҚ-тың бұрыштық айналу жылдамдығы АВ сипаттамаға сәйкес азаяды да, егер де жүкгің моменті қысқа тұйықталу моментіне М_қт. тең болса, ЭҚ тоқгайды. Бұл жағдайда (=0 болғанда) қозғалтқыштың Э.Қ.К-ші Е=0, ал сол себептен ток

I =

Жүкті көтерген кезде кедергі моменті де өседі. Ал ЭҚ моментінен жоғары 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. Якорь қарсы жаққа айналғандық- тан, ал магнит ағынының бағыты өзгергендікген, ЭҚК-тің бағыты да өзгереді.

I = тендеуімен анықталатын ток қозғалтқыштық режимде жоғары болады, ал оған сөйкес ЭҚ қарсы қосу арқылы тежеу режиміндегі моментте ұлғаяды.

І квадранттың А нүктесіне сәйкес жылдамдықпен істеп тұрған ЭҚ-тың кернеуінің қайшылығын өзгерткенде ол ВС сипаттамасының ІІ квадранттағы В нүкгеде жүмыс істеуге ауысады. Одан кейін тежеу моментінің әсерімен жылдамдық азая бастайды. Жылдамдық нольге тең болғанда (С нүктесі) ЭҚ-ты желіден ажыратса ол тоқтап қалады. Егер де ажыратпаса, жылдамдық қарсы бағытқа ұлғая бастайды (ІІІ квадранттағы С сипаттамасы бойынша). Айналу бағыты өзгерген кезде якорьдің 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 (ҒЕ сипаттамасының Ғ нүктесі).

2.6 сурет. Қарсы қосу арқылы тежеу режиміндегі қозғалқыштың механикалық сипаттамасы

Егер де якорьдің шықпасында кернеудің қайшылығын қайтадан өзгертсе, онда ЭҚ қайтадан қарсы қосу режиміне ауысады. ЭҚ-тың айналу жылдамдығының қарсы бағытқа ауысуы GKL сипаттамасы бойьшша өтеді.

Тізбектеп қоздырылатын тұрақты ток қозғалтқыштың механикалық сипаттамалары

Электр механикалық сипаттаманың тендеуі  = , мұндағы R - якорь тізбегі мен қоздыру орама кедергілерінің қосынды кедергісі.

2.7 сурет- Тізбектей қоздырылатын тұрақты ток қозғалтқыштың жалғану сұлбасы

2.8-сурет.Тізбектей қоздырылатын тұрақты ток қозғалтқыштың магниттелу қисығы

2.9 сурет - Тізбектей қоздырылатын тұрақты ток қозғалтқыштың механикалық сипаттамасы

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

Егер де магнит жүйенің канығуын есепке алмасақ, онда магнит ағыны мен токтың арасындағы тәуелділік сызықты деп есептеуге болады, яғни Ф = а І.

Бұл жағдайда қозғалтқыштың моменті

М = КФІ = α K I² = m I²

Бұрыштық жылдамдықгың теңдеуіне (2.16) теңдеуден токтың мәнін қойсақ механикалық сипаттаманың формуласын табамыз:

 = (2.17)

Бұдан шығатыны, егер де магниттік тізбек қаныққан болмаса, онда механикалық сипаттама қисық сызықпен көрсетіледі (2.9-сурет).

0 0,4 0,8 1,2 1,6 2,0 2,4 2,6

2.10 сурет. Тізбектей қоздырылатын тұрақты ток қозғалтқышының моменті мен бұрыштық жылдамдықгың якорь тоғынан тәуелділігі

Табиғи механикалық сипаттамалар (2.17) теңдеумен тұрғызылған сипаттамалардан айырмашылығы болғандықтан сипаттамалар графоаналиттік әдіспен тұрғызылады. Табиғи механикалық сипаттамалар, әдетте каталогтарда келтірілетін п – f (І ) және М =Ψ (1) табиғи механикалық сипаттамалар арқылы тұрғызылады.

Жекелеген типті сериялы қозғалтқыштар үшін бұл сипаттамалар салыстырмалы бірлікте беріледі: ω^* = ƒ(I^*) және M^* = Ψ(I^*). Осындай әмбебап

деп аталатын сипаттамалар 2.10-суретте көрсетілген.

Табиғи сипаттамаларды тұрғызу үшін келесі әдісті пайдаланайық. Табиғи

сипаттаманың теңдеуі ω_т = U – I R_k / KФ,

мұндағы R_k= R_я+R_қо

немесе ω_т = U / KФ(1 – I R_қ / U) (2.18)

Егерде якорь тізбегіне қосымша кедергі R_р (реостат) қосылса, онда қозғалтқыш реостаттық сипаттамада жұмыс істейді, ол үшін

ω = (2.19)

осы теңдеуді (2.18) теңдеуге бөлсек:

осы арадан шығатыны ω =_қ(2.20)

немесе салыстырмалы бірліктерде ω^*= ω^*_k (2.21)

мұндағы R^* = - якорь тізбегінің салыстырмалы бірліктеріндегі жасанды

кедергі: R_қ^*= , ^*=, _т^*=, I^*=

Реостаттық сипаттамаларды тұрғызу тәртібі мынандай:

Токтың I^* кейбір мәнін алып, табиғи сипаттама арқылы ω_с1^*- ты табады. Содан кейін белгілі (2.21) тендеуі бойынша R^* = R₁^* , сондай-ақ I₁^*, бойынша белгісіз ω₁^* мәнін анықтаймыз. Дәл осы сиякты токтың I^* басқа мәндерінен жылдамдықтың белгісіз ω₂^*, ω₃^* және т.б. керекті мәндерін анықтаймыз.

2.11-суретте тізбектей қоздырылатын қозғалтқыштың табиғи R_қ^* және R_р^* реостаттық сипаттамалары, көрсетілген әдіс бойынша тұрғызылған.

2.10-суреттегі келтірілген ω^* = ƒ(I^*) қисығын және электр механикалық сипаттамаларды пайдаланып қозғалтқыштың механикалық сипаттамаларын

ω^* = ƒ(М^*) сипаттайтын қисыкгарды оңай тұрғызуға болады.

2.11 сурет. Тізбектей қоздырылатын қозғалтқыштың табиғи және реостаттық электр механикалық сипаттамалары

Тізбектей қоздырылатын тұрақты ток қозғалтқыштың табиғи және реастаттық механикалық сипаттамалары

3.11. Тақырып 11. Келтірілген механикалық тізім. Өндірістік механизмдердің механикалыө сипаттамлары. Электр қозғалтқыштардың механикалық сипаттамалары.

Ұсынылатын әдебиет:

1. Москаленко В.В. Электрический привод. М: Энергоатомиздат, 2000– 415 с.

2. Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода. – М: Энергия, 1981. – 1981 г.

3. Басов А.М., Шаповалов А.Т., Кожевников А.С. Основы электропривода и автоматическое управление электроприводом в с.х. – М: Колос, 1972. – 344 с.

4. Шичков Л.П. Автоматизированный электропривод. Методические указания и задания. – М.: ВСХИЗО, 1986.