Características mecânicas de acionamentos elétricos

A escolha do acionamento elétrico é determinada pelos requisitos da máquina de trabalho. O acionamento elétrico deve garantir que a máquina de trabalho execute a tecnologia especificada em todos os modos possíveis: iniciar, receber e descarregar a carga, parar, alterar a velocidade, carga constante. A natureza desses modos é determinada principalmente pelas propriedades mecânicas do motor e da máquina de trabalho... Um dos principais critérios para avaliar as propriedades mecânicas do motor e da máquina de trabalho são suas características mecânicas.

Características mecânicas dos motores elétricos

A característica mecânica do motor elétrico é a dependência da velocidade de rotação do eixo no torque desenvolvido pelo motor ω=φ(Md) ou n = e(Md) onde ω — velocidade angular de rotação do eixo, rad / seg, n — velocidade de rotação do eixo, rpm

A característica mecânica do motor é chamada de dependência natural n = f (M) é obtida com os parâmetros nominais da rede elétrica, o esquema de ligação normal e sem resistências adicionais no circuito elétrico.

Se houver resistências adicionais ou o motor for alimentado por uma rede com tensão ou frequência diferente da nominal, as características mecânicas do motor serão chamadas de artificiais... Obviamente, o motor possui um número infinito de características artificiais e somente um natural.

A maioria dos motores elétricos, sob carga, diminui a velocidade à medida que o torque aumenta. A característica neste caso é chamada de queda... O grau de mudança na velocidade do motor com uma mudança no torque é estimado pela chamada rigidez das características mecânicas, que é determinada pela relação α = ΔM / Δω ou α = ΔM / Δн

Arroz. 1. Diferentes tipos de características mecânicas: a — motores elétricos, b — máquinas de produção.

Os valores da mudança no momento e a taxa de queda na determinação da rigidez são geralmente tomados em unidades relativas. Isso torna possível comparar as características de diferentes tipos de motores.

Dependendo do grau de rigidez, todas as características mecânicas dos motores são divididas nos seguintes grupos.

1. Desempenho pesado absoluto com valor de rigidez α = ∞… Os motores síncronos têm tais características mecânicas (curva 1, Fig. 1, a) com uma velocidade de rotação estritamente constante.

2. Características sólidas com uma queda relativamente pequena na velocidade com torque crescente e α = 40 - 10.Este grupo inclui as características naturais dos motores CC com excitação independente (curva 2) e as características dos motores de indução na seção linear (curva 3).

3. Características mecânicas suaves com grande queda relativa na velocidade com torque crescente e com rigidez até α = 10. Tais características possuem motores CC com excitação em série (curva 4), motores de excitação independente com alta resistência de armadura e motores assíncronos com resistências adicionais no circuito do rotor.

Durante a operação do acionamento elétrico, para vencer a resistência da máquina de trabalho, o motor deve desenvolver um determinado momento. Portanto, ao escolher um motor, é necessário primeiro identificar a correspondência das características do motor e da máquina de trabalho.

Características mecânicas das máquinas de trabalho

A característica mecânica da máquina de trabalho é a dependência do momento de resistência estática da máquina na velocidade de rotação do eixo de transmissão. Para a conveniência da construção conjunta, essa dependência costuma ser expressa da mesma forma que a característica motora, na forma ω=φ(Ms -Ms) ou n =e(Miss).

Momento de resistência estática Ms, ou momento estático para abreviar, é o momento de resistência criado pela máquina no eixo de acionamento em um modo estático (estacionário) quando a velocidade não muda.

As características mecânicas da máquina podem ser obtidas empiricamente ou por cálculo se a distribuição de forças ou momentos estáticos nos elementos do esquema cinemático for conhecida.Os momentos estáticos das máquinas podem depender não só da velocidade, mas também de outras grandezas, portanto, nos cálculos práticos dos acionamentos elétricos, é necessário considerar cada caso separadamente.

Os momentos estáticos de várias máquinas de trabalho são divididos em grupos de acordo com a natureza de sua dependência de velocidade (características mecânicas). Os mais comuns na prática são os seguintes.

1. O momento estático depende pouco ou praticamente não depende da velocidade (curva 1, Fig. 2, b). Tais características possuem mecanismos de elevação, guindastes, guinchos, talhas, bem como transportadores de correia sob carga constante.

2. O momento estático da máquina aumenta proporcionalmente ao quadrado da velocidade (curva 2). Essa característica, característica dos ventiladores axiais, é chamada de característica do ventilador e apresentada analiticamente na forma da fórmula: Mc = Mo + kn2, onde Mo é o momento estático inicial, na maioria das vezes devido a forças de atrito, que geralmente não depende da velocidade, k é o coeficiente experimental. Além dos ventiladores, bombas centrífugas e de vórtice, separadores, centrífugas, hélices, turbocompressores e rodas-guia de tambor rotativo possuem características de ventilador.

3. O momento estático diminui com o aumento da velocidade (curva 3). Este grupo inclui as características de alguns mecanismos de transporte e algumas máquinas de corte de metal.

4. O momento estático varia com a velocidade de forma ambígua, com uma transição brusca devido às peculiaridades do processo tecnológico. As características desse grupo possuem máquinas que trabalham com grandes sobrecargas frequentes, que às vezes levam à parada total.Por exemplo, mecanismo escavador para escavadeira de caçamba única, transportador raspador, trabalhando sob bloqueio da massa transportada, trituradores e outras máquinas.

Além das listadas, na prática existem outros tipos de características mecânicas de máquinas, por exemplo, bombas de pistão e compressores, cujos momentos estáticos dependem do percurso.