Elektromechaninės sistemos

1.Statinis darbo stbilumas Tai EMS savybė grįžti į stabilaus darbo būseną, kai nedideli nuokrypiai nuo jos tą būseną pažeidžia. Tokie trikdžiai gali atsirasti pakitus apkrovai, įtampai, dažniui. Čia tariama, kad režimas kinta lėtai ir inercijos vaidmuo yra nežymus. Apie sistemos būsenos kitimą galima spręsti apie Mdin, jei Mdin>0; . Jei rasime Mv-Mst, tai galėsime žinoti ženklą ir galėsime spręsti apie proceso vyksmą. Iš mech. char. matyti, kad variklio momentas padidėjo, o apkrovos sumažėjo, čia Mv-Mst>0; . Atsiradus neigiamam , atsiranda teigiamas Mdin ir tai reiškia, kad sistema stengės padidinti sumažėjusį greitį. Tokia sistema dirba stabiliai, analogiškai būtų, jeigu greitis padidėtų. Atsiradus neigiamam greičio pokyčiui taške B variklio momentas sumažėja, o Mst padidėja Mv-Mst4Te.šaknys bus realios ir neigiamos , tai tokiu atveju turime aperiodinį p.p su galimu perreguliavimu. 3. Kai Te=0, tai perdavimo f-ja yra tai tipinės inercijos grandinės perdavimo f-ja. Galima gauti perdavimo f-ja, kai išėjimo dydis yra perdavimo kampas. 8.Elektros variklių parinkimas El var parinkimo problemą sudaro šie pagr klausimai: 1. Eksploatavimo sąlygos; 2.leidžiama apkrova pagal įšilimą; 3.trumpalaikės perkrovos; 4.greičio reguliavimo, paleidimo bei stabdymo klausimai. Leidžiamas įšilimas Energijos keitimo procesas visada yra susijęs su nuostoliais: pastovieji ir kintamieji. Pastovieji nepriklauso nuo apkrovos: plieno, mechaniniai, ventiliacijos. Kintamuosius nuostolius sukelia srovės, kurios teka apvijose. Visi nuostoliai išsiskiria mašinos viduje. Didžiausiąją dalį sudaro elektriniai nuostoliai. Jeigu didėja variklio apkrova, tai didėja srovės tekančios apvijomis, o proporcingai jų kvadratui – nuostoliai. Šie nuostoliai išsiskiria šilumos pavidalu, kaitina mašiną. Varikliuose galima leisti tokią apkrovą ir su jais susijusius nuostolius, kad ta temperatūra išlaikytų konstrukciniai elementai. Jautriausia yra izoliacija. Visos izoliacinės medžiagos suskirstytos i 7 klases:Y90;A105;E120;B130;F135;H180;C>180. dabartiniu metu gaminami varikliai turi F klases, bet nemažai E,B. 9.Elektros variklių įšilimas Atiduodamos aplinkai šilumos kiekis proporcingas aplinkos ir variklio šilumos skirtumui. Įjungus variklį į tinklą išsiskyrusi šiluma ima kaitinti variklio vidines dalis, todėl jo temperatūra ima didėti. Pradžioje proceso visa šiluma sunaudojama variklio viduje. Kai temperatūra padidėja iki aplinkos prasideda šilumos spinduliavimas į aplinką ir todėl paties variklio šilimas pradeda mažėti. Didėjant variklio temp didėja šilumos atidavimo intensyvumas. Po tam tikro laiko susidaro šiluminė pusiausvyra. Šita procesą apibūdina šilumos balanso lygtis: Qdt=Cdτ+Adτ*dt; Qdt - išsiskyrusi šiluma, Cdτ - atiduodama aplinkai šiluma, Adτ*dt – šiluma kurią gauna variklis ir jį šildo. Šioje lygtyje Q – šilumos kiekis kurį gauna variklis per laiko vienetą. A – šilumos kiekis atiduodamas aplinkai per 1sek , kai temp skirtumas 1C. C – šilumos kiekis reikalingas pakelti temp 1C. Tai pirmos eilės dif lygtis su pastoviais koeficientais, kurią spręsime kintamųjų atskyrimo būdu: tai bendrasis sprendinys ir ieškome integravimo pastoviųjų. Pradinės sąlygos, kai t=0, τ=. Jeigu šiluma neatiduodama aplinkai: A=0; 1.jeigu nėra šilumos atidavimo aplinkai, tai įšilimo procesas vyksta tiesiškai. Iš čia išeina tokia šiluminės laiko pastoviosios apibrėžtis: įšilimo laiko pastovioji yra laikas, per kurį virštemperatūris pasiektų nusistovėjusią vertę jeigu nebūtų šilumos atidavimo aplinkai. Yra 2 šiluminės laiko pastoviosios nustatymo būdai: 1. brėžti liestinę įšilimo kreivei iki susikirtimo su tiese ir čia gaunama T. 2. kai t=1 T,tai τ=0,632, apsakaičiuoijame tašką τ=0,632 ir randame laiko pastoviąją. 10 Aušimas: Kai variklis dirbo ilgą laiką ir buvo įkaitęs, atjungus nuo tinklo jis nebegauna šilumos Q=0, todėl šilumos balanso lygtis pasidaro tokia: Tarsime, atjungimo momentu : k=ln; Jei var atvėsta ne iki aplinkos, o iki kitos temp, tai: 11.Eksploatavimo sąlygos: Jų naudojimo sąlygas nustato nacionaliniai standartai. Pagal juos visi žemės makroklimatiniai regionai suskirstomi į 7 klimato sritis: 1.Vid.klimatas N; 2.šaltas F; 3. drėgnas atogrąžų TH; 4.sausa TA; 5.bendrasis atogrąžų T; 6.bendrojo klimato sritis U; 7.jūrinis M. Kiekvienoje iš šių sričių įrenginiai gali dirbti įvairiomis sąlygomis. Pagal naudojamas sąlygas yra numatytos 5 kategorijos: 1. darbas atvirame ore; 2. darbas patalpose kuriose oro temp ir drėgmės svyravimai nesiskiria nuo aplinkos; 3. darbas uždarose patalpose su natūralia ventiliacija; 4. darbas patalpose su reguliuojamomis klimatinėmis sąlygomis; 5. padidinto drėgnumo patalpos. Yra nustatytas oro temp vertės kiekvienai klimato sričiai ir visoms kategorijoms. Vidutiniai klimato sričiai ir 1,2,3 patalpų kategorijoms nustatyta darbinė temp: max40, min -40, vidutinė +10C. Ribinės temperatūros max45, min-50. jeigu įrenginiai gali dirbti atvirose vietose kaitinant saulei, tai max darbinė temp baltai ir šviesiai dažytiems varikliams turi būti padidinta 15C,o kitomis spalvomis dažytiems 30C. Yra nustatytos oro drėgnumo vertės: vidutinio klimato sričiai 3kateg numatyta vertė 80% esant 20C, drėgnumo trukmė 6mėn maksimalios drėgmės vertė 98% esant 25C. Be to nustatyta, kad visi el įrenginiai gali dirbti esant 650-500mm gyvsidabrio stulpelio slėgiui, t.y 1000m virš jūros lygio. 12.Trumpalaikės perkrovos: Eksploatuojant variklius galimos trumpalaikės perkrovos kurių trukmė tokia nedidelė, kad šiluminis režimas nespėja pasikeisti. Tačiau tokios perkrovos gali būti neleistinos dėl elektrinės kilmės faktorių. Pirmiausia tai yra leidžiama srovė pagal komutacijos sąlygas nuolatinės srovės varikliams. Staigiai apkrovus mašiną sustiprėja inkaro reakcija ir dėl staigiai padidėjusio magnetinio srauto po vienu poliaus kraštu tuose laidininkuose žymiai padidėja evj, todėl susidaro padidinta įtampa tarp gretimų kolektoriaus plokštelių, tarp jų atsoiranda nedidelis kibirkščiavimas. Inkarui sukantis, jeigu perkrova tęsiasi tas lankas gali pasiekti šepečius, tai lygu trumpam jungimui, kad to būtų išvengta yra ribojama didžiausia leidžiama srovė inkare ir todėl nurodomas koef . Jis priklauso nuo mašinos tipo ir sukimosi greičio, nepriklausomojo žad var kai w=wv jis yra apie 2,5, o didėjant greičiui mažėja. AV turi fizinę didžiausio apkrovos mom ribą: . 13. Darbo režimai: Elektros įrenginiai dirba įvairiais darbo režimais. Atsižvelgiant į darbo pobūdį ir trukmę. Tarptautinė elektrotechnikos komisija ir nacionaliniai standartai nustatė 8 tipinius darbo režimus: 1.Ilgalaikis darbo režimas S1. kai darbo trukmė esant pastoviai apkrovai yra tokia, kad per tą trukmę visų mašinos dalių virštemperatūris pasiekia nusistovėjusią vertę. Tokiu režimu dirba daugelis įrenginių, pvz ventiliatoriai, siurbliai. 2. Trumpalaikis režimas S2. tai toks režimas, kai darbo periodai ir pertraukos kartojasi taip, kad per darbo trukmę t temperatūra nepasiekia nusistovėjusios, o per pertrauką nusistovi iki aplinkos. Standartas nustato šias trump rež vertes 10,30,60,90 min. Tokiu režimu dirba tam tikra dalis el įrenginių, pvz vartų, ortakių atidarymo, uždfarymo įrenginiai. 3. Trumpalaikis kartotinis režimas S3. tai toks režimas, kai darbo periodai esant vardinei apkrovai kartojasi su pertraukomis taip, kad per darbo trukmę temp nepasiekia nusistovėjusios, o per pertrauką nesumažėja iki aplinkos. Po didelio ciklų skaičiaus didžiausios ir mažiausios temp bus vienodos. Čia iš vienos pusės yra nusistovėjęs režimas, nes temp kinta nuo min iki max, o atskirų ciklo dalių ribose temp kinta eksponentiškai. Toks režimas vadinamas kvazistacionariuoju režimu. Šį režimą apibūdina santikinė įjungimo trukmė: ĮT=td/tciklo=td/td+to. Yra nustatyta, kad standartinė ciklo trukmė yra 10min ir valstybiniai standartai nustato 4 santykines ĮT vertes: 15%, 25%, 40%, 60%. Jei ciklo trukmė didesnė kaip 10min, tai rež priskiriamas prie ilgalaikio. 14. Variklio galios parinkimas ilgalaikiam darbui. Teisingai parinkus variklį įrenginiams, kurie dirba ilgalaikiu režimu jis turi dirbti neperkaisdamas bet kurį laiką. Variklio galios parinkimo problema yra pati paprasčiausia. Reikia žinoti mechanizmo, kurį turi sukti galią ir pagal ją parinkti artimiausią variklį atsižvelgiant į sukimosi greitį. Daugelio tipinių įrenginių (siurblių, kranų) galią galima apskaičiuoti pagal formules, kurias duoda žinynai. Svarbu paminėti, jeigu naudojamas reduktorius ar kita mechaninė pavara, tai reikia apskaičiuoti sukimo momentą ir galią, kuria veiks veleną. Jeigu galimos perkrovos, tai parinkus konkretų variklį reikia rasti ir patikrinti ar perkrovos yra leidžiamų apkrovų ribose. Toks parinkimas yra teisingas nustatytoms klimatinėms sąlygoms. Jeigu darbo temperatūra skiriasi nuo standartinės, kuri nurodyta variklyje, reikia perskaičiuoti galią. Formulės pateikiamos žinynuose. 15. Variklio galios parinkimas, kai ilgalaikė apkrova kinta. Tai būdingas daugelio gamybos įrenginių darbo atvejis. Jeigu apkrova kinta, kinta nuostoliai, temperatūra. Parenkant variklį tokiam režimui bendruoju atveju taikytinas vidutinių nuostolių metodas. Jo esmė: atsižvelgiant į konkretų apkrovos grafiką skaičiuojami vidutiniai nuostoliai ir palyginami su parinkto variklio nuostoliais. Parinkimo seka: 1. Turi būti sudarytas apkrovos grafikas P = f(t) ir pagal jį apskaičiuojama vidutinė galia. Ta galia padidinama Pv = (1,1 – 1,2) · Pvid. Taip gaunama būsima variklio galia. 2. Pagal šią galią iš anksto parenkamas variklis, kurio galia artima Pv. 3. Skaičiuojami galios nuostoliai kiekvienai apkrovai: ΔPn = Pn · grafiškai randame ΔPn, n = 1,2,3,... 4. Sudaromas nuostolių grafikas: 5. Skaičiuojami iš anksto parinkto variklio nuostoliai. 6. Tikrinama sąlyga ΔPvid. = ΔPv! Jeigu ši sąlyga netenkinama, reikia imti didesnės galios variklį ir pakartoti. Ši metodika neįvertina tos aplinkybės, kad padidėjus apkrovai sumažėja greitis ir blogėja variklio aušinimas. 16. Ekvivalentinių dydžių metodai. Imsime vidutinių nuostolių išraišką ir įrašysime į ją: ΔP = qpast.+qkint. = qpast.+ I2R; 1. Ekvivalentinis srovės metodas. Jo esmė: ilgalaikė, bet kintama srovė yra pakeičiama ekvivalentine srove, kuri duoda tuos pačius nuostolius, kaip ir realiai kintanti srovė. Tada šis srovės grafikas keičiamas ekvivalentiniais stačiakampiais. Konkrečiai imame I1, I2, In vertes ir atitinkamas laiko vertes ir įrašome į formulę. O vidutinių nuostolių išraiškoje turime Ekvivalentinis srovės metodas taikomas variklio galiai parinkti, jai turimas apkrovos srovės kitimo grafikas. Pagal šias srovės vertes yra parenkamas iš katalogo variklis ir toliau būtinai tikrinama perkrovos sąlyga. , λI – srovės perkrovimo koeficientas. Imax – didžiausia iš grafiko paimta srovės vertė. Ekv. srovės metodas gali būti naudojamas tiktai tuo atveju, kai R yra pastovus dydis ir aušinimo sąlygos maždaug vienodos. 2. Ekvivalentinio momento metodas. Tai dažniausiai naudojamas būdas variklio galiai parinkti. Ekvivalentinis momento metodas taikomas tik tais atvejais, kai Φž = const. Vadinasi, jis tinka nepriklausomo ir lygiagretaus žadinimo varikliams taip pat asinchr. Varikliams su narveliniu ir faziniu rotoriumi. Šio metodo esmė: M = cΦžI; Φž = const; M = k·I; I = M/k = c·M. Pritaikome šią išraišką srovės analizinei išraiškai: Norėdami pritaikyti šį metodą turime žinoti apkrovos momento kitimo grafiką analogiškai kai[p srovės. Realų apkrovos grafiką keičiame ekvivalentiniais stačiakampiais ir įrašome atskiras dalis į išraišką. Šiuo atveju yra būtina patikrinti ar faktinė apkrova neviršija leidžiamos. Iš realaus grafiko imama didžiausia M vertė, tikrinama perkrovos sąlyga: . 3. Ekvivalentinis galios metodas. Taikytinas variklio galiai parinkti tuo atveju, kai sukimosi greitis ω apytikriai lygus const. Tai reiškia, kad apkrovos kitimas nėra labai didelis ir todėl galima laikyti, kad ω ≈ const. ; Čia taip pat reikia patikrinti perkrovą. 17. Variklio galios parinkimas trumpalaikiam darbui. Trumpalaikio darbo metu variklio šiluminis procesas skiriasi nuo ilgalaikio darbo tuo, kad per darbo periodą td, variklio temperatūra nepasiekia nusistovėjusios, o per pertrauką atvėsta iki aplinkos. Tarkime, tokiam darbui parenkamas ilgalaikio režimo variklis. τleidž. = τnus. variklis pasiektų, jeigu Ptr truktų be galo ilgai. Tačiau variklis įjungtas žymiai mažesnei trukmei ir iš grafiko matome, kad praėjus laikui td variklio virštemperatūris taške A yra mažesnis už leidžiamą. Kitaip tariant, jeigu trumpalaikiam darbui būtų naudojamas ilgalaikis variklis, tai jis nebūtų išnaudotas pagal šilumą ir galią.Galima parinkti mažesnės galios variklį taip, kad darbo periodo pabaigoje pasiektų leidžiamą temperatūrą izoliacijos klasei. Jei apkrova truktų ilgiau, tai variklis perkaistų ir galėtų pasiekti τ‘nus.. Bet τ‘nus. > už leidžiamą virštemperatūrį. Trumpalaikio režimo metu virštemperatūris keistųsi taip: t = td; τ = τnus.. Nusistovėjęs viršt. Proporcingas nuostoliams. PT – šiluminės perkrovos; Pm – mechaninės perkrovos koef. esant nedidelėms td vertėms, perkrovos koef. atitinka 2,5. Jei žinoma td ir pastovioji, tai ši formulė leidžia apskaičiuoti Pm, t.y. nustatyti trumpalaikio režimo galią naudojant ilgalaikius variklius. Jei žinoma td ir pastovioji, galima rasti darbo trukmę. Šis metodas tinka kai trumpalaikiam režimui naudojamas ilgalaikio režimo variklis, tai apytikriai galima laikyti, kad trumpalaikis darbas 30 min atitinka santykinę įjungimo trukmę 15% 90 min – 40%. Kai darbo trukmė labai maža, variklio galią reikia parinkti pagal leidžiamą perkrovą. Yra numatyta standartinės trumpalaikės darbo trukmės 15, 30, 60, 90 min. 18. Trumpalaikiam kartotiniam režimui galios parinkimas. Jeigu darbo ciklas yra nereguliarus, tai santykinė įjungimo trukmė ε skaičiuojama taip: % 19. Galios perskaičiavimas skirtingoms įjungimo trukmėms. Kai e. m. s. dirba variklis standartinės įjungimo trukmės, o faktinė įjungimo trukmė yra skirtinga, tokiais atvejais reikia perskaičiuoti galią. Galia perskaičiuojama remiantis energijos nuostolių lygybei esant standartinei ir faktinei įjungimo trukmei. 20. Variklio darbas smūginei (pikinei) apkrovai. Grupių, mechanizmų, kuriems būdinga staigiai atsirandanti trumpalaikė pikinė apkrova: kalimo įtaisai, slėgimo, štampavimo. Bendruoju atveju galią reikėtų parinkti pagal ekvivalentinės galios metodą. Kuo daugiau apkrovos pikas skiriasi nuo tuščiosios veikos, tuo skirtumas yra didesnis, tai verstų parinkti padidintos galios variklį nei jos reikia naudingam darbui atlikti. Pagrindinė priemonė yra apkrovos grafiko išlyginimas. Tam naudojami smagračiai. Jų panaudojimo esmė: pertraukos metu, kuri yra žymiai ilgesnė už pikinės trukmės smagratis įsukamas iki didžiausio greičio ir sukaupia kinetinę energiją. Atsiradus apkrovos pikui dėl inercinių smagračių savybių jis atiduoda sukauptą energiją naudingam darbui atlikti. Atiduotą smagratis energiją tuo atveju, jeigu greitis sumažėtų nuo didžiausio iki nulio. Smagratį naudoti yra efektyvu esant dideliems greičiams.

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!