Зависимость момента от скорости

Скольжение асинхронного двигателя

В результате взаимодействия магнитного поля с токами в роторе асинхронного двигателя создается вращающий электромагнитный момент, стремящийся уравнять скорость вращения магнитного поля статора и ротора.

Разность скоростей вращения магнитного поля статора и ротора асинхронного двигателя характеризуется величиной скольжения s = (n 1 — n 2 ) / n 1, где n 1 — синхронная скорость вращения поля, об/мин, n2 — скорость вращения ротора асинхронного двигателя, об/мин. При работе с номинальной нагрузкой скольжение обычно мало, так для электродвигателя, например, с n 1 = 1500 об/мин, n2 = 1 460 об/мин, скольжение равно: s = ((1500 — 1460) / 1500) х 100 = 2,7%

Асинхронный двигатель не может достичь синхронной скорости вращения даже три отсоединенном механизме, так как при ней проводники ротора не будут пересекаться магнитным полем, в них не будет наводиться ЭДС и не будет тока. Асинхронный момент при s = 0 будет равен нулю.

В начальный момент пуска в обмотках ротора протекает ток с частотой сети. По мере ускорения ротора частота тока в нем будет определяться скольжением асинхронного двигателя : f2 = s х f1, где f1 — частота тока, подводимого к статору.

Сопротивление ротора зависит от частоты тока в нем, причем чем больше частота, тем больше его индуктивное сопротивление. С увеличением индуктивного сопротивления ротора увеличивается сдвиг фаз между напряжением и током в обмотках статора.

При пуске асинхронных двигателей коэффициент мощности поэтому значительно ниже, чем при нормальной работе. Величина тока определяется эквивалентным значением сопротивления электродвигателя и приложенным напряжением.

Величина эквивалентного сопротивления асинхронного двигателя с изменением скольжения изменяется по сложному закону. При уменьшении скольжения в пределах 1 — 0,15 сопротивление увеличивается, как правило, не более чем в 1,5 раза, в пределах от 0,15 до s н ом в 5-7 раз по отношению к начальному значению при пуске.

Ток по величине изменяется обратно пропорционально изменению эквивалентного сопротивления Таким образом, при пуске до скольжения порядка 0,15 ток опадает незначительно, а в дальнейшем быстро уменьшается.

Момент вращения может быть также определен по электромагнитной мощности на валу как отношение этой мощности к угловой скорости ротора. Величина момента пропорциональна квадрату напряжения и обратно пропорциональная квадрату частоты.

Характерными значениями момента в зависимости от скольжения (или скорости) являются начальное значение момента (когда электродвигатель еще неподвижен), максимальное значение момента (и соответствующее ему сколь жение, называемое критическим) и минимальное значение момента в пределе скоростей от неподвижного состояния до номинальной .

З начения момента для номинального напряжения приводятся в каталогах для электрических машин. Знание минимального момента необходимо при расчете допустимости пуска или самозапуска механизма с полной нагрузкой механизма. Поэтому его значение для конкретных расчетов должно быть либо определено, либо получено от завода-поставщика.

Величина максимального значения момента определяется индуктивным сопротивлением рассеяния статора и ротора и не зависит от величины сопротивления ротора.

Критическое скольжение определяется отношением сопротивления ротора к эквивалентному сопротивлению (обусловлено активным сопротивлением статора и индуктивным сопротивлением рассеяния статора и ротора).

Увеличение только активного сопротивления ротора сопровождается увеличением критического скольжения и перемещением максимума момента в область более высоких скольжений (меньшей скорости вращения). Таким путем может быть достигнуто изменение характеристик моментов.

Изменение скольжения возможно увеличением сопротивления цени ротора или потока. Первый вариант осуществим только для асинхронных двигателей с фазным ротором (от S = 1 до S = Sном ) , но не экономичен. Второй вариант осуществим при изменении питающего напряжения, но только в сторону уменьшения. Диапазон регулирования мал, так как S возрастает, но одновременно уменьшается перегрузочная способность асинхронного двигателя. По экономичности оба варианта, примерно, равноценны.

В асинхронных двига т елях с фазным ротором изменение момента при различных скольжениях осуществляется с помощью сопротивления, вводимого в цепь обмотки ротора. В асинхронных двигателях с короткозамкнутым ротором изменение момента может быть достигнуто за счет применения двигателей с переменными параметрами или с помощью частотных преобразователей .

ЧТО ЗНАЧИТ КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ?

Электроинструменты: ЧТО ЗНАЧИТ КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ? Крутящий момент (синонимы: момент силы, вращательный момент, вертящий момент, вращающий момент)

Аккумуляторные инструменты. за последние десятилетия сделали мощный рывок в своем развитии. Новые технологии позволяют заменить сетевые инструменты аккумуляторными без уменьшения мощности и производительности. Возможно, вам захочется узнать как можно оценить производительность инструмента, чтобы правильно подобрать его для требуемой задачи.

Взгляд на производительность под другим углом
Залогом эффективного сверления (или закручивания) является приложение требуемого крутящего момент на максимальной скорости. Распространенным заблуждением является утверждение, что чем выше значение крутящего момента, тем быстрее мы сможем просверлить отверстие или закрутить крепеж. Это не всегда так.

Крутящий момент – это сила, которую создает шуруповерт или дрель, чтобы повернуть объект (это может быть сверло или бит), а не скорость, с которой сверло (бит) повернется. В последние годы производители электроинструмента неуклонно увеличивают величину крутящего момента у своих изделий, хотя пользователю требует меньше величина крутящего момента для выполнения своих задач. В этой статье мы предлагаем определить зависимость производительности дрели-шуруповерта от скорости и крутящего момента.

Определения

• Мощность может быть определена по способности устройства выполнять заданную работу.
• Мощность измеряется по формуле: Скорость х Крутящий момент /K
• K – константа и варьируется в зависимости от единиц измерения крутящего момента
• Скорость — это величина оборотов дрели/шуруповерта (об/мин)
• Крутящий момент – это сила, которую создает дрель/шуруповерт для поворота сверла или биты
• Можность – это косвенный показатель объема выполненной работы за определенный период времени

Традиционный метод измерения крутящего момента: T

• Установка дрели/шуруповерта в стойку сверления
• Фиксация шпинделя с помощью зафиксированного в патроне стержня, жестко установленного на опоре
• Аккумулятор дрели/шуруповерта полностью заряжен
• Постепенное возрастание нагрузки Измерение скорости сверления и крутящего момента в нескольких точках

Новый метод измерения мощности:

• Установка дрели/шуруповерта в стойку сверления
• Фиксация шпинделя с помощью зафиксированного в патроне стержня, жестко установленного на опоре
• Аккумулятор дрели/шуруповерта полностью заряжен
• Постепенное возрастание нагрузки
• Измерение скорости сверления и крутящего момента в нескольких точках

Определение мощности
Номинальная расчетная мощность дрели/шуруповерта будет использоваться как эталонное значение при разработки новой модели. Это способ оценки уровня производительности дрели/шуруповерта и является прямым следствием того, насколько быстро шуруповерт завершит работу.

Сила мощности дрели/шуруповерта измеряется с помощью номинальной мощности сверла (Units Watts Out (UWO), в той точке на графике, где скорость и крутящий момент являются самыми высокими. Чем выше UWO, тем быстрее шуруповерт будет выполняться свою работу.

Запомнить:
Крутящий момент ≠ времени требуемого для завершения работы = Выходная мощность и крутящий момент при нагрузке Макс. Мощность ватт (MWO) = Мощность двигателя в единицах измерения Watts Out (UWO) = Общая мощность дрели/шуруповерта

Эта статья взята из июльского выпуска информационного бюллетеня Грейнджера «О работе».