محاضرات دورة القيادة الكهربائية الآلية. أ. روايات محرك كهربائي. دورة محاضرة. نظام "محول الثايرستور"

محرك كهربائي آلي

دورة محاضرات لطلبة التخصص

"آلات وأدوات تشغيل المعادن"

الفصل 1قضايا عامة درهم. ميكانيكا AEP

1.1 المفاهيم والتعاريف الأساسية

1.1 الخصائص الميكانيكية لآلات العمل و ED

1.2 الخصائص الميكانيكية لل DPT

1.3 الخصائص الميكانيكية لضغط الدم

1.4 الخصائص الميكانيكية للـ LED

الفصل 2طرق حساب القوة واختيار المحركات الكهربائية

2.1. القوى واللحظات المؤثرة في EP

2.2. جلب لحظات المقاومة والقصور الذاتي إلى عمود المحرك

2.3 تصريحات او ملاحظات عامه . تدفئة وتبريد المحركات

2.4 طريقة متوسط ​​الخسارة . طرق مكافئة.

2.5 سلسلة من المحركات الكهربائية المستخدمة في الأدوات الآلية

الفصل 3عناصر السلطة وأجزاء التنظيم للروبوتات

تصنيف الاجهزة الالكترونية BOT

3.1 محولات الثايرستور

3.2 محولات الترانزستور

3.3 مجسات نموذجية

3.4. وحدات حماية EDS النموذجية

3.5 المنظمون النموذجيون

الفصل 4قطع نموذجية لآلات القطع المعدنية

4.1 مبادئ بناء الروبوتات النموذجية

4.2 مصدر طاقة تيار مستمر أحادي الدائرة

4.3 SPR EP التيار المباشر مع التحكم في منطقة واحدة

4.4 SPR EP DC مع تحكم ثنائي المنطقة

4.5 BOTS من التيار المتردد مع AIN و AIT (الدوائر ذات التغذية الراجعة من حيث السرعة والتيار)

4.6 أنظمة لتثبيت المعلمات التكنولوجية عند قطع المعادن

الفصل 5التالية بوتات من آلات القطع المعدنية

5.1 الهياكل النموذجية لتتبع EFs وعناصرها

5.2 تتبع EP مع التنظيم الثانوي للمعلمات

5.3 تتبع ED لإيداع آلات النسخ والطحن

المؤلفات

1. محرك كهربائي آلي لآليات الإنتاج النموذجية والمجمعات التكنولوجية: كتاب مدرسي للجامعات / M.P. بيلوف ، ف. نوفيكوف ، ل. راسودوف. - م: دار النشر "الأكاديمية" 2004. - 576 ص.

2. هندسة المحركات الكهربائية وأنظمة الأتمتة: كتاب مدرسي. دليل لاستيلاد. أعلى. دراسة. المؤسسات / M.P. بيلوف ، أو. زيمنتوف ، أ. Kozyaruk وآخرون ؛ تحت. إد. V.A. نوفيكوفا ، إل. تشرنيغوف. - م: مركز النشر "الأكاديمية" 2006. - 368 ص.

3. Kovchin S.A.، Sabinin Yu.A. نظرية المحرك الكهربائي: كتاب مدرسي للجامعات. - SPb: Energoatomizdat ، 2000. - 496 ص.

4. Shestakov V.M. ، Dmitriev B.F. ، Repkin V.I. الأجهزة الإلكترونية لأنظمة التحكم الآلي: كتاب مدرسي. - SPb: دار النشر. LSTU ، 1991.

الفصل 1. قضايا عامة درهم. ميكانيكا AEP.

1.1 المفاهيم والتعاريف الأساسية

هناك أنواع مختلفة من محركات الأقراص ، ولكن نظرًا لفعالية التخزين وسهولة النقل والتجميع وخصائص التجزئة ، يتم استخدام الكهرباء على نطاق واسع أكثر من أنواع الطاقة الأخرى. حاليًا ، المحرك الكهربائي الآلي الأكثر استخدامًا (GOST R 50369-92).

محرك كهربائي (EP)يسمى نظامًا كهروميكانيكيًا مصممًا لتحريك أجسام الآلات العاملة ، والتحكم في هذه العمليات بشكل هادف ويتألف من أجهزة نقل ومحرك كهربائي وتحويل وتحكم وأجهزة معلومات.

جهاز نقلالغرض منه هو تحويل أشكال الحركة ونقل الطاقة الميكانيكية من الجهاز الحركي إلى أجسام عمل الماكينة.

جهاز الدفعيحول الطاقة الكهربائية إلى ميكانيكية ويشكل ، جنبًا إلى جنب مع جهاز النقل ، الأشكال المحددة لحركة الهيئات العاملة.

جهاز المحوليعمل على توصيل نظام التوزيع العام بمصدر للكهرباء (شبكة صناعية أو مستقلة) ، لتحويل شكل واحد من الكهرباء إلى آخر (على سبيل المثال ، تصحيح التيار المتردد).

أجهزة التحكم والمعلوماتتم تصميمها لتشكيل القوانين المحددة للتحكم في تدفق الطاقة وحركة الهيئات العاملة للآلات.

تصنيف EP

1. عن طريق التعيين: أ) رئيسي (على سبيل المثال ، الحركة الرئيسية) ؛

ب) مساعد (على سبيل المثال ، الإيداع).

2. حسب طبيعة التيار المستهلك للمحرك: أ) التيار المباشر.

ب) التيار المتردد.

3. حسب نوع مفاتيح الطاقة: أ) الثايرستور ؛

ب) الترانزستور.

ج) المعالج الدقيق

4. حسب نوع نظام التحكم الآلي (ACS):

أ) أنظمة EP التناظرية (المستمرة) (EPS) ؛

ب) نظام التوزيع العام الرقمي (المنفصل) ؛

ج) BOT الرقمي إلى التناظري ؛

د) بوتات خطية أو غير خطية ؛

ه) بوتس ثابتة أو ثابتة ؛

5. حسب الوظائف التي تم أداؤها:

أ) التحكم في السرعة الخام (فتح بوتس) ؛

ب) التحكم الدقيق في السرعة (بوتس مغلق) ؛

ج) تتبع إشارات الإدخال المتغيرة بشكل عشوائي (أنظمة التتبع) ؛

د) تطوير برمجيات المهام (BOT مع التحكم المبرمج) ؛

ه) التنظيم المترابط للمعلمات (الروبوتات متعددة المحركات والمترابطة) ؛

تعتبر الوظائف أ) -E) أساسية. تشمل الوظائف الإضافية: إرسال الإشارات (التشخيصات) وحماية الإشارة الإلكترونية.

الخصائص الميكانيكية للمحركات الحثية (IM)

1) الخصائص الميكانيكية للدخل ثلاثي الأطوار

يحتوي المحرك غير المتزامن على لف ثابت ثلاثي الأطوار. عندما يتم تطبيق جهد ثلاثي الأطوار عليه بتردد ، يتشكل مجال مغناطيسي يدور بسرعة زاوية ، حيث يكون الرقم 10

أزواج من أعمدة الجزء الثابت (يتم تحديدها عن طريق وضع اللف).

غالبًا ما يكون الجزء الدوار لضغط الدم من قصر الدائرة ("قفص السنجاب"). في آلات الرفع والنقل ، يتم استخدام دوار الطور ، حيث يتم إخراج ملف الدوار من خلال حلقات الانزلاق إلى قاعدة ثابتة ومتصلة بمقاومات إضافية.

حاليًا ، يتم استخدام AD افتراضيًا لقيادة معظم الكائنات.

عند وصف IM ، فإن المعلمات الكهربائية للمحرك لها مؤشرات: 1 - الجزء الثابت ؛ 2 - الدوار.

عندما تكون R 1 = 0 ، يتم وصف الخاصية الميكانيكية بواسطة الصيغة

أين هي اللحظة الحرجة؟ - انزلاق.

1 - طبيعي () ؛

1 "- عكسي (يتم تبديل مرحلتين من المراحل الثلاث) ؛

4 - م مع دوار طور.

أوضاع الكبح

5 - الكبح الديناميكي: يتم توفير التيار المباشر لملف الجزء الثابت ، ثم يتم فرملة الدوار الدوار ؛

6 - التدفق المعاكس (عكسي): (يتم تبديل مرحلتين) ؛

7 - الاسترداد وعكس عزم الدوران. للفرملة إلى الصفر ، يلزم وجود عاكس يتباطأ باستمرار.

بدء AM: للحد من تيارات تدفق AM عالية الطاقة أو للحصول على بداية سلسة لمحرك أقراص غير متزامن ، استخدم:

1) إدراج المقاومة النشطة أو الاستقرائية في دائرة الجزء الثابت ، والتي يتم إخراجها في نهاية البداية ؛

2) يبدأ "التردد" من خلال المحول ، ويغير بسلاسة تردد مصدر طاقة المحرك ؛

3) البدء بدوار طور ؛

4) بدء المفاعل - إدراج المقاومة الحثية في دائرة الدوار. في بداية البداية ، يكون تردد التيار في الجزء المتحرك قريبًا من تردد التيار الكهربائي ، ويكون التفاعل الحثي مرتفعًا ويحد من تيار البدء.

2) الخصائص الميكانيكية للمركبة ثنائية الطور

أنتجت بطاقة تصل إلى 1 كيلو واط. يمكن صنعها بدوار صلب أو مجوف. ОВ ، - لفات الإثارة والتحكم ، على التوالي ؛ لتغيير المراحل في دائرة OF ، يتم توصيل مكثف بسعة 1-2 μF في سلسلة لكل 100 وات.

مع اتصال أحادي الطور.

ملحوظة: مع التحكم في التردد ، ستصبح الخصائص خطية ومتوازية مع بعضها البعض ، مع التحكم في الطور - خطي فقط.

تصريحات او ملاحظات عامه

1) المهمة هي التحديد الصحيح لمحرك كهربائي لآلية معينة (وحدة) ، مع مراعاة التسخين المسموح به والتيار الزائد وعزم الدوران.

تنقسم الخسائر إلى:

الثوابت - الميكانيكية والفولاذية - لا تعتمد على تيار المحرك ؛

المتغيرات - في النحاس - هي دالة في مربع تيار المحرك.

العلاقة بين الخسائر والكفاءة:

، أين ص- قوة العمود Р 1 - استهلاك الطاقة.

2) تسخين وتبريد المحرك الكهربائي أثناء التشغيل طويل الأمد.

- مقدار الحرارة المنبعثة (المتولدة) من المحرك الكهربائي ؛

السعة الحرارية للمحرك

- انتقال الحرارة.

عند درجة حرارة محيطة ثابتة ، تزداد درجة حرارة المحرك وفقًا للقانون ، أين هو ثابت وقت التسخين ، ث ؛ ، درجة.

3) طرق تشغيل المحركات

أ) طويلة الأجل (S1)

ب) قصير المدى (S2)

ج) متقطع (S3 ، S4)

مدة التضمين ، أين هي دورة العمل ؛

دورة العمل الموحدة٪ = 15، 25، 40، 60٪

4) فئات العزل ودرجات حرارة التشغيل المسموح بها للمحركات.

وفقًا للمعايير الدولية ، يتم تمييز فئات العزل التالية

تستخدم فئات العزل B و F في المحركات العامة.

5) التعديل المناخي للآلات الكهربائية

6) درجات حماية الآلات الكهربائية (GOST 14254-80 و GOST 17494-72)

التسمية العامة لنوع الحماية (الحماية الدولية) - IP ، أين

الرقم الأول: درجة حماية الأفراد من ملامسة الأجزاء المتحركة للمعدات ومن دخول الأجسام الغريبة الصلبة إلى الغلاف ؛

الرقم الثاني: درجة الحماية ضد دخول الماء إلى الجهاز.

IP	رقم 1	رقم 2
حماية باللمس	الحماية من دخول الأجسام الغريبة	حماية ضد دخول الماء
	غير محمية	غير محمية	غير محمية
	من لمسة مساحة كبيرة (يد)	من أجسام أكبر من 50 مم	من قطرات الماء المتساقطة رأسياً
	من لمسة أصابعك	من أجسام أكبر من 12 مم	من القطرات المتساقطة عموديًا والبقع بزاوية تصل إلى 15 0 إلى العمودي
	من لمس الأشياء أو الأسلاك التي يزيد قطرها عن 2.5 مم *)	من أجسام أكبر من 2.5 مم	من القطرات المتساقطة عموديًا والبقع بزاوية تصل إلى 60 0 إلى العمودي
	من لمس الأشياء أو الأسلاك التي يزيد قطرها عن 1 مم *)	أجسام صلبة صغيرة (أكثر من 1 مم)	من قطرات الماء من كل الجهات
	من لمس أي نوع من المساعدات *)	من ترسب الغبار بالداخل	من نفاثات الماء من كل الجهات
	من لمسة أي نوع من المساعدات	من أي غبار	من أمواج الماء
	-	-	حماية الغمر
	-	-	حماية ضد الغمر المطول في الماء

*) لا ينطبق على مراوح الآلات الكهربائية

التصميم القياسي لحماية المحرك هو IP 54. عند الطلب ، يتم توفير درجات حماية متزايدة IP 55 و IP 65.

المحركات التي تعمل مع عدد كبير من الادراج

يقود مع كتلة إضافية بالقصور الذاتي (المكره بالقصور الذاتي)

محركات أقراص يتم التحكم فيها بواسطة المحول مع نطاق تحكم أكبر من 1:20

محركات يتم التحكم فيها بواسطة المحول والتي تحافظ على عزم الدوران المقدر عند السرعة المنخفضة أو في وضع التوقف

طرق حساب القوة

يتم اختيار قوة المحرك عند الحمل الثابت وفقًا للحالة (أقرب قوة أكبر في الكتالوج). في هذه الحالة ، تم تسخين المحرك.

ضع في اعتبارك اختيار قوة المحرك عند التحميل المتغير:

1. طريقة متوسط ​​الخسائر (الطريقة المباشرة).

تعتمد الطريقة على مخطط الحمل. ضع في اعتبارك طريقة مباشرة لحساب خسائر المحرك

1) احسب متوسط ​​القدرة على عمود المحرك وفقًا للصيغة

, قانون جول لينز

تتناسب خسائر المحرك مع القوة النشطة. وبالتالي ، لم يتم تحديد تسخين المحرك ، ولكن. ومن هنا تنشأ مشكلة حساب الخسائر.

2) اختيار قوة المحرك ،

أين ك = 1.2 ... 1.3 - عامل الأمان ، مع مراعاة تناسب الخسائر مع مربع التيار ؛

3) حساب الخسائر عند الأحمال المختلفة باستخدام منحنيات الكتالوج وفقًا للصيغة

4) يتم تحديد متوسط ​​الخسائر لكل دورة ;

5) اختيار قوة المحرك حسب الحالة وأين - ارتفاع درجة حرارة المحرك ؛

6) يجب فحص المحرك المحدد للحمل الزائد وظروف التشغيل

DPT: , ;

الجحيم: ,

طرق مكافئة

هذه الطرق غير مباشرة ، لأنها تأخذ في الاعتبار الخسائر في الماكينة الكهربائية بشكل غير مباشر.

1) الطريقة الحالية المكافئة.

يتم حساب تيار معادل معين ، والخسائر منه تعادل الخسائر الفعلية عند الحمل المتغير ، منذ ذلك الحين

2) طريقة اللحظة المكافئة في Ф-const

؛ - ارتفاع درجة حرارة المحرك.

3) طريقة القدرة المكافئة عند Ф-const، -const

؛ - ارتفاع درجة حرارة المحرك.

يجب بعد ذلك فحص المحرك المحدد للحمل الزائد وظروف التشغيل.

أوسع تطبيق للطريقة الحالية المكافئة ، وهو أضيق طريقة القدرة المكافئة. لا تنطبق طرق التيار والطاقة المكافئ على التحكم في منطقتين ، لأنها تحتوي على كتل من المنتجات في الصيغ ، ... الأكثر دقة هو متوسط ​​طريقة الخسارة (الطريقة المباشرة).

ملاحظة: في التشغيل المتقطع ، يتم اختيار المحرك من الحالة.

;

لا يتم استخدام طرق عزم الدوران المكافئ والتيار هنا عمليًا. إذا لم يكن الحمل في دورات مختلفة هو نفسه ، فاحسب متوسط ​​PV ، مع مراعاة ندورات.

محولات الثايرستور

المزايا: أ) الموثوقية. ب) الوزن الخفيف. ج) قوة تحكم منخفضة ؛ د) الأداء العالي. ه) كفاءة عالية (0.95-0.97)

العيوب: أ) لا يتحمل الأحمال الزائدة ؛ ب) تقليل كوس عند الأحمال المنخفضة ؛ ج) توليد اهتزازات توافقية أعلى في الشبكة عند تبديل الصمامات (لمكافحتها ، قم بتضمين TOP)

1. مخططات الحماية وطرق التحكم:

1) صفر دائرة محرك عكسي

م = 3 هي مرحلة المحول. المزايا: عدد أقل من الثايرستور. تستخدم في محركات منخفضة الطاقة.

2) دائرة تصحيح الجسر لمحرك الأقراص القابل للانعكاس (دائرة لاريونوف)

م = 6 ؛ المزايا: أ) عدد أقل من خنق التنعيم ؛ ب) فئة أصغر من الثايرستور ؛ يتم استخدامه في محركات ذات طاقة متوسطة وعالية.

2. طرق التحكم في TP القابل للعكس:

أ) منفصلة ، عندما يتم التحكم في مجموعات الثايرستور بالتناوب.

المزايا: 1) عدم وجود تيار معادل ، وبالتالي الحاجة إلى تشغيل مفاعلات المعادلة (UR) ؛

العيوب: 1) مساحة واسعة من التيارات المتقطعة. 2) اللاخطية للخصائص الميكانيكية في الأصل ؛ 3) الجهد العكسي المتأخر للمحول.

في الوقت نفسه ، يتم استخدام تحكم TP منفصل في كثير من الأحيان.

ب) منسقة ، عندما يتم التحكم في كلا المجموعتين من الثايرستور معًا ، وفقًا للحالة ، و , ;

المزايا: 1) خاصية خطية. 2) مساحة ضيقة من التيارات المتقطعة ؛ 3) عكس سريع.

العيوب: 1) وجود تيارات معادلة ثابتة وديناميكية. لمكافحتها ، يتم تضمين مفاعلات التعادل (UR).

3. الوصف الرياضي لنقطة البيع

1) نظام التحكم في محول الثايرستور (SUTP) أو نظام التحكم في الطور النبضي (SPPC)

أ) مع الجهد المرجعي المسنن مستقر ... لا يحتوي على توافقيات أعلى في الجهد المرجعي ، ويوفر فتحًا واضحًا للثايرستور ويستخدم في المحولات الفرعية متوسطة وعالية الطاقة.

ب) بجهد مرجعي جيبي غير مستقر ... يتم استخدامه في المحولات الفرعية منخفضة الطاقة مع مجموعة واسعة من التحكم في سرعة المحولات.

ج) إذا كانت SUTP رقمية ، فإن زاوية فتح الثايرستور ، أين رمز الرقم.

2) قسم الطاقة من TP.

وصفه التعبير ، أين - الحد الأقصى المعدل EMF TP. بالإضافة إلى ذلك ، TP لديها تأخير ، متوسط. بالنسبة إلى م = 6 .

أ) SUTP بجهد مرجع مسنن مستقر.

الاعتماد غير الخطي .

ب) SUTP بجهد مرجعي جيبي غير مستقر.

; - الاعتماد الخطي !

يمكن أن نرى من الأشكال أن التقلبات في جهد التيار المتردد (الخط المنقط) تؤثر على الناتج EMF في الحالة أ) ولا تؤثر على الحالة ب).

3) تحميل TP (المحرك). إنه يشكل طابع تيار المحول ، والذي يمكن أن يكون مستمرًا ومتواصلًا ومتقطعًا.

تؤثر طبيعة التيار على أداء محرك الأقراص. في مجال التيار المستمر ، تكون الخصائص صلبة ، لأن المقاومة الداخلية للمحول صغيرة. مع التيار المتقطع ، تزداد المقاومة الداخلية لـ TC بشكل كبير ، مما يقلل من صلابة الخصائص. ، أين مقاومة التبديل. تشكلت في الوضع الحالي المستمر مع تداخل الطور. - المقاومة الديناميكية للثايرستور.

تعتبر منطقة التيار المتقطع غير مواتية للغاية للتنظيم ، حيث تقل صلابة خصائص محرك الأقراص ، ويظهر اعتماد غير خطي (انظر الشكل).

مجسات نموذجية

ضع في اعتبارك مستشعرات النظام العالمي المحلي لمنظمي الكتل التناظرية (UBSR-AI).

1) مستشعر التيار DT1-AI يسمح استخدام مكبر تشغيلي (OA) بفصل دوائر الطاقة والتحكم في محرك الأقراص ، وهو أمر ضروري أيضًا لأسباب تتعلق بالسلامة. ربح بحيث يتوافق الحد الأقصى للتيار المقاس.

2) مستشعر الجهد DN1-AI. يتم تحديد الكسب بحيث يتوافق الحد الأقصى للجهد المقاس.

3) مستشعر EMF

3) مجسات السرعة. تُستخدم مولدات التاكوجينتر الدقيقة للتيار المستمر والتيار المتردد كمستشعرات للسرعة.

4) أجهزة استشعار الموقف

أ) محلل. يعمل على مبدأ المحولات الدوارة الجيبية وجيب التمام (SCRT). في المحول الدوار ، يتكون الجزء المتحرك من ملف (لف) ، والذي يشكل مع لف الجزء الثابت المحول. من حيث المبدأ ، يتم ترتيب المحلل بالطريقة نفسها ، مع الاختلاف الوحيد في أن الجزء الثابت لا يتكون من ملف واحد ، ولكن من ملفين يقعان بزاوية 90 درجة مع بعضهما البعض. يستخدم المحلل لتحديد الوضع المطلق لعمود المحرك خلال دورة واحدة. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تحديد قيمة السرعة من إشارة المحلل ويتم محاكاة مشفر تزايدي للتحكم في الموقع. يتم تركيب دوار المحلل على عمود المحرك. من أجل التمكن من نقل جهد المحمل المتناوب إلى الدوار بدون فرش ، يتم وضع لفات إضافية على الجزء الثابت والدوار. من جهتي الخرج الجيبيين ، وعند إزاحتهما بمقدار 90 درجة (الشكل 7) ، يمكن تحديد زاوية الدوار والسرعة وإشارة الموضع المتزايد (محاكاة التشفير التزايدية).

ب) أجهزة الاستشعار الكهروضوئية من سلسلة PDF. لا يوجد انحراف في درجة الحرارة والوقت. 500-5000 عفريت / مراجعة

5) أجهزة استشعار اختلال المحاذاة. تستخدم في أنظمة التتبع.

أ) مجسات خطأ قياس الجهد

ب) Selsyns في وضع المحول. يحتوي Selsyn على لف من الجزء الثابت ثنائي الطور ولف دوار ثلاثي الأطوار. يتم تشغيل محور مستشعر selsyn بواسطة الجهاز الرئيسي ، ويتم تشغيل محور مستقبل selsyn بواسطة المشغل. عندما يحدث اختلاف الزاوية (أي خطأ تتبع) ، يتم إنشاء جهد عبر لف الجزء الثابت. يعمل Selsyns بزوايا خطأ تصل إلى 90 درجة ، ثم "تنقلب" الإشارة (انظر الشكل). هناك أيضًا inductosins - نظائر خطية من selsins.

المنظمون النموذجيون

1) يتم وصف الإحصائيات بواسطة المعادلات الجبرية (AE) ، والديناميات - عن طريق التفاضل DE. لتسهيل دراسة ديناميكيات الأنظمة الكهروميكانيكية المعقدة باستخدام تحويل لابلاس انتقل من النطاق الزمني t إلى مجال p-image ، حيث p (s) هي عامل التمايز (Laplace) ،. في هذه الحالة ، يتم استبدال DUs بـ AUs.

تسمى وظيفة النقل (TF) W (p) نسب صورة لابلاس لمتغير الإخراج إلى متغير الإدخال (انظر دورة TAU).

2) مؤشرات جودة العملية الانتقالية. ضع في اعتبارك العملية العابرة في نظام مغلق:

أ) خطأ ثابت ;

ب) الوقت العابر - وقت آخر إدخال للقيمة الخاضعة للرقابة في منطقة 5٪ ؛

غطاء تبادل لاطلاق النار ;

3) المنظمون النموذجيون. يتم استخدامها في أنظمة مغلقة للحصول على مؤشرات الجودة المطلوبة. الأكثر شيوعًا هي وحدات التحكم النسبية (P) والتناسبية المتكاملة (PI) والمشتقة النسبية المتكاملة (PID). يتم تحديد اختيار نوع وحدة التحكم من خلال وظيفة النقل لكائن التحكم. وظائف التحويل للمنظمين

; ;

تنفيذ الدائرة التناظرية	ربح
;
; ;

بوتس الدائرة الواحدة

سنتحدث في هذا البرنامج التعليمي عن أساسيات محرك كهربائي وشكله الواعد - محرك تردد متغير غير متزامن. الدليل مخصص للعاملين في مجال الترويج للمنتجات الكهربائية المعقدة في السوق ، مثل المحركات الكهربائية الآلية ، وطلاب التخصصات الكهربائية.

المحاضر: اونيشينكو جورجي بوريسوفيتش. دكتور في العلوم التقنية ، أستاذ. عضو أكاديمية العلوم الكهروتقنية في الاتحاد الروسي.

تغطي سلسلة محاضرات الفيديو الموضوعات التالية:

1. وظائف وهيكل المحرك الكهربائي الآلي.

2. الخصائص العامة للمحرك الكهربائي المتحكم به.

3. مبدأ تشغيل المحرك غير المتزامن.

4. تنظيم التردد لسرعة المحرك غير المتزامن.

5. أجهزة أشباه الموصلات التي يتم التحكم فيها بالطاقة.

6. رسم تخطيطي لمحول التردد.

7. العاكس الجهد المستقل. مبدأ تعديل عرض النبضة.

8. المعدل ورابط التيار المستمر كجزء من محول التردد.

9. مخططات الكتلة لتنظيم محرك كهربائي يتم التحكم فيه بالتردد.

10. ميزات محولات التردد ذات الجهد العالي.

11. مجالات تطبيق محرك كهربائي يتم التحكم فيه بتردد.

سيسمح لك النظر في هذه المشكلات بالحصول على صورة كاملة إلى حد ما للتكوين ومبادئ التشغيل وتصميم الدائرة والخصائص التقنية ومجالات تطبيق محرك كهربائي غير متزامن يتم التحكم فيه عن طريق التردد.

محاضرة 1. وظائف وهيكلية المحرك الكهربائي الآلي

تهدف المحاضرة الأولى إلى إعطاء فكرة عن دور وأهمية المحرك الكهربائي الآلي في الإنتاج الصناعي الحديث وفي نظام الطاقة الكهربائية في البلاد.

المحاضرة 2. محرك كهربائي متغير - النوع الرئيسي لمحرك كهربائي حديث

يتم النظر في القضايا العامة المتعلقة بإنشاء واستخدام محركات كهربائية يتم التحكم فيها.

المحاضرة 3. مبدأ تشغيل المحرك غير المتزامن

ميزات التصميم والخصائص الرئيسية للآلات الكهربائية الأكثر شيوعًا - المحركات غير المتزامنة. تستخدم هذه المحركات على نطاق واسع في الصناعة والزراعة والمرافق وغيرها من المجالات. نطاق الطاقة للمحركات غير المتزامنة المنتجة واسع جدًا - من مئات الواط إلى عدة آلاف كيلووات ، لكن مبدأ تشغيل هذه الآلات هو نفسه بالنسبة لجميع الأحجام والتعديلات.

المحاضرة 4. تنظيم التردد لسرعة المحرك التعريفي

الطريقة الأكثر فعالية للتحكم في سرعة المحرك التعريفي هي تغيير تردد وسعة الجهد ثلاثي الطور المطبق على لفات المحرك التعريفي. في السنوات الأخيرة ، تلقت طريقة التنظيم هذه أوسع تطبيق لمحركات الأقراص الكهربائية لأغراض مختلفة ، كلاً من الجهد المنخفض بجهد يصل إلى 400 فولت ومحركات عالية الجهد عالية الجهد بجهد 6.0 و 10.0 كيلو فولت.

يوضح هذا القسم مبادئ التحكم في سرعة المحرك عن طريق تغيير تردد الجهد الموفر ، ويوفر خوارزميات ممكنة لتغيير ليس فقط التردد ، ولكن أيضًا سعة الجهد ، ويحلل خصائص محرك الأقراص الذي تم الحصول عليه بطريقة التحكم في التردد.

المحاضرة 5. مبدأ التشغيل وهيكل محول التردد

أحدث إنشاء وإنتاج أجهزة أشباه موصلات الطاقة التي يمكن التحكم فيها بالكامل ثورة في تطوير العديد من أنواع المعدات الكهربائية ، وفي المقام الأول المحرك الكهربائي. تشتمل أشباه الموصلات الجديدة التي يمكن التحكم فيها بالكامل على ترانزستورات ثنائية القطب معزولة بالبوابة (IGBTs) وثايرستور متحكم فيه بإيقاف التشغيل. على أساسها ، أصبح من الممكن إنشاء محولات تردد لتزويد محركات التيار المتردد والتنظيم السلس لسرعة دورانها. في هذا القسم ، يتم النظر في خصائص أجهزة أشباه موصلات الطاقة الجديدة ويتم إعطاء معلماتها.

محاضرة 6. أنظمة التحكم في المحركات العددية

بالنسبة للمحركات الكهربائية التي تعمل بنطاق تحكم محدود في السرعة ، وفي الحالات التي لا تتطلب دقة عالية في الأداء والتحكم ، يتم استخدام أنظمة تحكم سلمية أبسط ، والتي تمت مناقشتها في هذا القسم.

الوحدة 7 "التحكم في القوة الموجهة لمحركات التردد المتغير"

يعتمد التحكم في القوة الموجهة للمحرك التعريفي على خوارزميات معقدة نوعًا ما تعكس تمثيل العمليات الكهرومغناطيسية في المحرك في شكل ناقل. سنحاول في هذه المحاضرة تحديد أساسيات التحكم في النواقل بطريقة مبسطة إلى حد ما ، مع تجنب الحسابات الرياضية المعقدة.

المزيد قادم قريبا!

المحرك الكهربائي الحديث هو وحدة بناءة لمحول طاقة كهروميكانيكية (محرك) ، ومحول طاقة وجهاز تحكم. يوفر تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية وفقًا لخوارزمية الوحدة التكنولوجية. يتوسع باستمرار نطاق تطبيق المحرك الكهربائي في الصناعة والنقل وفي الحياة اليومية. حاليًا ، تستهلك المحركات الكهربائية أكثر من 60٪ من إجمالي الكهرباء المولدة في العالم. وبالتالي ، يتم تحديد كفاءة تقنيات توفير الطاقة إلى حد كبير من خلال كفاءة المحرك الكهربائي. يعد تطوير أنظمة محرك عالية الأداء ومضغوطة واقتصادية أولوية في تطوير التكنولوجيا الحديثة. تميز العقد الأخير من القرن الماضي بتطورات كبيرة في إلكترونيات الطاقة - الإنتاج الصناعي للترانزستورات ثنائية القطب المعزولة للبوابة (IGBTs) ، ووحدات الطاقة القائمة عليها (الرفوف والمحولات الكاملة) ، بالإضافة إلى وحدات الطاقة الذكية (IPM) مع تم إتقان حماية المفاتيح والواجهات للاتصال المباشر بأنظمة التحكم في المعالجات الدقيقة. أدى نمو درجة التكامل في تقنية المعالجات الدقيقة والانتقال من المعالجات الدقيقة إلى وحدات التحكم الدقيقة مع مجموعة مدمجة من الأجهزة الطرفية المتخصصة إلى جعل اتجاه الاستبدال الشامل لأنظمة التحكم في المحرك التناظري بأنظمة لا رجوع فيها. تحكم رقمي مباشر.لا يعني التحكم الرقمي المباشر فقط التحكم المباشر من المتحكم الدقيق لكل مفتاح من مفاتيح محول الطاقة (العاكس والمعدل المتحكم به ، إن وجد) ، ولكنه يوفر أيضًا إمكانية الإدخال المباشر في المتحكم الدقيق لإشارات ردود الفعل المختلفة (بغض النظر عن نوع الإشارة: منفصلة أو تمثيلية أو نبضية) مع معالجة البرامج والأجهزة اللاحقة داخل المتحكم الدقيق. وبالتالي ، يركز نظام التحكم الرقمي المباشر على التخلص من عدد كبير من بطاقات الواجهة الإضافية وإنشاء وحدات تحكم محرك أحادية اللوحة. في الحد الأقصى ، تم تصميم نظام التحكم المدمج كشريحة واحدة ، جنبًا إلى جنب مع محول الطاقة والمحرك التنفيذي ، تم دمجه هيكليًا في وحدة كاملة واحدة - وحدة الحركة الميكاترونية.

ضع في اعتبارك الهيكل العام لمحرك كهربائي (الشكل 6.25). يمكن تمييز قناتين متفاعلين فيه - الطاقة ، التي تنقل وتحول الطاقة من الكهربائية إلى الميكانيكية ، والمعلومات.

اعتمادًا على متطلبات المحرك الكهربائي ، يتم استخدام العديد من الآلات الكهربائية كمحول كهروميكانيكي: تيار متناوب غير متزامن ومتزامن ، تيار مباشر غير متزامن ومجمع بدون فرش ، خطوة ، صمام رد الفعل ، محث الصمام ، إلخ.

تم تصميم قناة المعلومات للتحكم في تدفق الطاقة ، وكذلك جمع ومعالجة المعلومات حول حالة وتشغيل النظام ، وتشخيص أعطاله. يمكن أن تتفاعل قناة المعلومات مع جميع عناصر قناة الطاقة ، وكذلك مع المشغل وأنظمة القيادة الكهربائية الأخرى ونظام التحكم العلوي.

أرز. 6.25. الهيكل المعمم لمحرك كهربائي

لفترة طويلة ، تم تقييد الاستخدام المكثف لمحركات الأقراص المتغيرة السرعة بعاملين:

قيم صغيرة مسموح بها نسبيًا للتيارات والفولتية وتبديل تردد أجهزة أشباه موصلات الطاقة ؛

الحد من تعقيد خوارزميات التحكم المطبقة في شكل تناظري أو على دوائر دقيقة رقمية من درجة تكامل صغيرة ومتوسطة.

أدى ظهور الثايرستور للتيارات العالية والفولتية إلى حل مشكلة المحول الثابت لمحرك التيار المستمر. ومع ذلك ، أدت الحاجة إلى الإغلاق القسري للثايرستور في دائرة الطاقة إلى تعقيد كبير في إنشاء محولات مستقلة لمحرك تيار متردد يتم التحكم فيه بالتردد. أدى ظهور ترانزستورات التأثير الميداني القوية التي يمكن التحكم فيها بالكامل ، والمعينة في الأدبيات الأجنبية على أنها MOSFETs (ترانزستورات تأثير مجال المعادن - أكسيد - أشباه الموصلات) ، و IGBTs (بوابة الترانزستورات ثنائية القطب المعزولة) إلى التطور السريع لتكنولوجيا المحول والتوسع المستمر في نطاق تطبيق المحركات الكهربائية غير المتزامنة مع محولات التردد. كان العامل الآخر الذي أدى إلى إمكانية الإدخال الشامل لمحرك كهربائي يتم التحكم فيه بالتردد هو إنشاء وحدات تحكم دقيقة أحادية الشريحة تتمتع بقوة حوسبة كافية.

يسمح لنا تحليل منتجات الشركات العالمية الرائدة في مجال تصنيع أنظمة القيادة ومواد البحث العلمي المنشور في هذا المجال بملاحظة الاتجاهات الواضحة التالية في تطوير المحركات الكهربائية:

تتناقص حصة أنظمة القيادة مع محركات التيار المستمر بشكل مطرد وحصة أنظمة القيادةمع المحركات التيار المتناوب... ويرجع ذلك إلى الموثوقية المنخفضة للمجمع الميكانيكي والتكلفة المرتفعة لمحركات تجميع التيار المستمر مقارنة بمحركات التيار المتردد. وفقًا لتوقعات الخبراء ، في بداية القرن المقبل ، ستنخفض حصة محركات الأقراص الثابتة إلى 10٪ من إجمالي عدد محركات الأقراص.

حاليًا ، لديهم التطبيق السائد يقود بمحركات تحريضية على شكل قفص السنجاب... معظم محركات الأقراص هذه (حوالي 80٪) غير منظمة. بسبب الانخفاض الحاد في تكلفة محولات التردد الثابتة ، فإن الحصة محركات كهربائية غير متزامنة يتم التحكم فيها بالترددالزيادة السريعة.

البديل الطبيعي لمحركات أقراص التيار المستمر هو محركات الأقراص ذات صمام، أي إلكترونيا المحركات... كمدير تنفيذي آلات العاصمة فرشتستخدم المحركات المتزامنة (BMPT) مع الإثارة من المغناطيس الدائم أو مع الإثارة الكهرومغناطيسية (للطاقات العالية) في الغالب. يعد هذا النوع من محركات الأقراص هو الأكثر نجاحًا في بناء الأدوات الآلية والروبوتات ، ومع ذلك فهو الأغلى ثمناً. يمكن تحقيق بعض تخفيض التكلفة عند استخدام محرك ممانعة متزامن كمسؤول تنفيذي.

سيكون محرك القرن المقبل ، وفقًا لتوقعات معظم الخبراء ، محركًا يعتمد على محرك صمام محث(عرض). المحركات من هذا النوع سهلة التصنيع ومتطورة تقنيًا ورخيصة. لديهم دوار مغناطيسي سلبي بدون أي لفات أو مغناطيس. في الوقت نفسه ، لا يمكن ضمان الخصائص العالية للمستهلك لمحرك الأقراص إلا باستخدام نظام تحكم معالج دقيق قوي مع إلكترونيات الطاقة الحديثة. تتركز جهود العديد من المطورين حول العالم في هذا المجال. بالنسبة للتطبيقات النموذجية ، تعد المحركات الحثية ذاتية الإثارة واعدة ، وبالنسبة لمحركات الجر - المحركات الحثية ذات الإثارة المستقلة من جانب الجزء الثابت. في الحالة الأخيرة ، هناك إمكانية للتحكم في السرعة من منطقتين عن طريق القياس مع محركات التيار المستمر التقليدية.

6.2.1. محركات كهربائية غير متزامنة
التحكم العددي

ضمنت طرق التحكم في القياس تحقيق الخصائص الثابتة المطلوبة واستخدمت في المحركات الكهربائية ذات الحمل "الهادئ". عند إدخال هذه الأنظمة ، كقاعدة عامة ، تم تشغيل مولدات الكثافة ، مما حد من معدل الزيادة (النقصان) في إشارة الإدخال إلى هذه القيمة التي يمكن عندها اعتبار العمليات في النظام ثابتة ، أي يمكن إهمال المصطلح في المعادلة ، لأن .

في التين. يوضح الشكل 6.26 الخصائص الميكانيكية لمحرك قفص السنجاب غير المتزامن لجميع قوانين التحكم الأربعة لنموذج خطي لا يأخذ في الاعتبار تشبع الدائرة المغناطيسية. يجب أن نكرر أن قوانين التحكم المذكورة قد تم استخدامها على نطاق واسع وأثبتت نفسها جيدًا في المحركات الكهربائية ، حيث لا تكون سرعة التحكم مطلوبة ولا توجد تغييرات مفاجئة في عزم دوران الحمل.

أرز. 6.26 الخصائص الميكانيكية لـ AKZ
تحت قوانين رقابية مختلفة

أبسط القوانين المدرجة هو الأول: يتم تطبيق هذا القانون ، عند استخدام عاكس مع PWM جيبي ، في جميع محولات أشباه الموصلات تقريبًا التي تنتجها العديد من الشركات ويتم تقديمها في السوق. تكمن راحة هذا القانون في حقيقة أن المحرك الكهربائي يمكن أن يعمل بدون ردود فعل سلبية على السرعة ولديه صلابة طبيعية للخصائص الميكانيكية في نطاق محدود من التحكم في السرعة.

في المحركات الكهربائية ذات التحكم القياسي ، يتم استخدام نسب أخرى بين التردد والجهد للتحكم في السرعة أو استقرارها. يعتمد اختيار هذه النسبة على لحظة التحميل ويتم تحديده من شروط الحفاظ على سعة التحميل الزائد:

أين م max - أقصى لحظة لـ AKZ ، Μ ح -لحظة التحميل على رمح الآلة.

قانون الجهد وتغير التردد يلبي المتطلبات (6.15) في ظل الافتراض ص ق= 0 ، مجموعة
م. كوستينكو. هذا القانون له الشكل

أين يو نوم,و نوم,Μ نوم -القيم الاسمية الواردة في لوحة اسم الجهاز.

إذا كان قانون تغيير عزم الدوران معروفًا مسبقًا ، فمن الممكن تحديد النسبة المطلوبة للجهد والتردد عند خرج العاكس. ضع في اعتبارك ثلاثة أنواع كلاسيكية من أحمال عمود الماكينة:

م ح= const ،؛ الفوسفور ح = م ح wm = const ،؛ ... (6.16)

غالبًا ما يتم إعادة تصميم العواكس الموجودة في السوق لتلائم جميع القوانين الثلاثة. دائرة القيادة الكهربائية التي تطبق القوانين المدروسة موضحة في الشكل. 6.27. يقوم المحول الوظيفي (FP) بتنفيذ أحد التبعيات (6.16) ، والتي تحددها طبيعة الحمل. يشتمل محول أشباه الموصلات (PC) على عاكس مستقل ونظام التحكم الخاص به ، ومولد شدة (ZI) ، كما لوحظ بالفعل ، يشكل إشارة دخل متزايدة ببطء. في هذه الحالة ، لن تكون الزيادة في السرعة في المحرك الكهربائي مصحوبة بتقلبات شديدة في عزم الدوران والتيار ، والتي يتم ملاحظتها أثناء البدء المباشر.

أرز. 6.27. رسم تخطيطي وظيفي مفتوح غير متزامن

بالنسبة للأحمال الأكثر تعقيدًا ، يتم استخدام قوانين أخرى للتحكم العددي ، والتي يتم تنفيذها باستخدام التغذية المرتدة. تم النظر في هذه القوانين أعلاه على أساس تحليل تشغيل آلة غير متزامنة في حالة مستقرة.

ضع في اعتبارك قانون تحكم عددي آخر يتم استخدامه في إنشاء محركات كهربائية بمحولات تيار مستقلة - هذا هو القانون ψ ص= ثابت.

يظهر تنفيذ هذا الاعتماد في المحرك الكهربائي في الرسم البياني الوظيفي (الشكل 6.28). تسمى هذه الأنظمة أنظمة التردد الحالي.

يمكن تنفيذ كتلة PP في النظام بطريقتين. في الحالة الأولى (الشكل 6.28) ، تحتوي على مقوم متحكم به ، ومرشح حثي متسلسل وعاكس مستقل. يجب التأكيد على أن المرشح الاستقرائي يعطي العاكس خاصية المصدر الحالي. مثل هذا المصدر الحالي يسمى حدودي.

أرز. 6.28 مخطط وظيفي غير متزامن
مشغل عددي

6.2.2. محركات كهربائية غير متزامنة
مكافحة ناقلات

في التين. يوضح الشكل 6.29 هيكل محرك التيار المتردد للتحكم في القوة الموجهة. كمحرك تنفيذي ، يمكن استخدام إما محرك متزامن مع دوار مغناطيسي كهربائي نشط أو محرك ممانعة متزامن. من الممكن استخدام هذا الهيكل للتحكم في المحركات ذات المحث ذي التبديل ثلاثي الطور مع مزود طاقة متعدد الأقطاب ، بالإضافة إلى محركات السائر في وضع محركات التيار المستمر بدون فرش.

يتم استخدام العاكس على أساس مفاتيح IGBT أو وحدات الطاقة الذكية كمحول طاقة. يتم توصيل محركات مفاتيح العاكس مباشرة بالمخرجات مولد PWMمتحكم يعمل في الوضع تعديل عرض النبض المتجه الأساسي(تعديل PWM المتجه) ، والذي يضمن أقصى استخدام ممكن لجهد الوصلة DC ويقلل من الخسائر الديناميكية في العاكس (بمزيد من التفاصيل أدناه).

أرز. 6.29 رسم تخطيطي لمحرك الأقراص
بالتناوب السيطرة على ناقلات التيار الحالي

الهيكل في الشكل. يفترض الشكل 6.29 استخدام مشفر نبضي لموضع دوار المحرك. يتم إدخال الإشارات من المستشعر مباشرة في وحدة التحكم ومعالجتها في وحدة تقدير الموقع ، والتي يمكن تنفيذها على أساس جهاز طرفي خاص - الموقت مع وضع "التربيع" للعملية... يتم تحويل رمز موضع الدوار الميكانيكي عن طريق البرنامج إلى رمز الموضع الكهربائي للجزء المتحرك داخل خطوة عمود الماكينة q. لتنفيذ وحدة تقدير السرعة ، يمكن استخدام أي من الأجهزة الطرفية الخاصة للميكروكونترولر ، حيث يعتمد مبدأ التشغيل على قياس الفاصل الزمني للمحرك للعمل على جزء معين من المسار (مقدرات السرعة)، أو الأجهزة الطرفية للأغراض العامة مثل معالجات الحدثأو مديري الحدث... في الحالة الأخيرة ، يكون المؤقت الذي يعمل في الوضع "التربيعي" هو المؤقت الأساسي لإحدى قنوات المقارنة. بمجرد أن يكمل المحرك المسافة المحددة ، تحدث مقاطعة مقارنة. في روتين الخدمة لهذه المقاطعة ، ستحدد وحدة المعالجة المركزية الفاصل الزمني منذ المقاطعة السابقة وستحسب سرعة محرك الأقراص الحالية ث. من المرغوب فيه أن يسمح المؤقت الذي يعمل في الوضع "التربيعي" بالتهيئة الأولية وفقًا لعدد العلامات في كل دورة لمشفّر النبض ، وله أيضًا وضع التصحيح التلقائي لحالته وفقًا للمشفّر المرجعي. يجب أن يعمل مقدر السرعة بدقة قابلة للتعديل في عدد النبضات لكل فترة قياس السرعة (من 1 إلى 255) وبدقة قابلة للتعديل في الوقت المناسب (الدقة القصوى 50-100 نانوثانية مع نطاق ضبط دقة 1: 128) . إذا تم استيفاء المتطلبات المذكورة أعلاه للأجهزة الطرفية لوحدة التحكم الدقيقة ، فسيكون من الممكن قياس السرعة في نطاق لا يقل عن 1: 20000 بدقة لا تقل عن 0.1٪. لقياس المتغيرات الكهربائية ، يجب أن يحتوي المتحكم الدقيق المدمج في ADCبدقة لا تقل عن 10-12 رقمًا ثنائيًا ووقت تحويل لا يقل عن 5-10 ميكروثانية. كقاعدة عامة ، فإن ثماني قنوات ADC كافية لاستقبال ليس فقط إشارات التغذية الراجعة لتيارات الطور ، ولكن أيضًا إشارات التغذية الراجعة للجهد والتيار في ارتباط التيار المستمر ، وكذلك الإشارات الرئيسية الخارجية. يتم استخدام إشارات تناظرية إضافية لتنفيذ حماية العاكس والمحرك. سيكون عمل ADC أكثر كفاءة إذا سمح الميكروكونترولر بوضع المسح التلقائي وبدء عملية التحويل. يتم ذلك عادةً إما بجهاز طرفي منفصل - معالج المعاملات الطرفيةأو باستخدام وضع التشغيل التلقائي ADCمن معالج حدث أو مولد إشارة PWM. من المستحسن أن يتم أخذ عينات من إشارتين تناظريتين على الأقل في وقت واحد.

في كتلة تعديل متجه PWM ، يتم أولاً تحويل مكونات متجه الجهد إلى نظام الإحداثيات القطبية (g ، r) المرتبط بالمحور الطولي للدوار ، وبعد ذلك ، مع مراعاة موضع الدوار الحالي q ، قطاع العمل ، يتم تحديد الزاوية داخل القطاع ، ويتم حساب مكونات المتجهات الأساسية في نظام الإحداثيات المطلق المرتبط بالجزء الثابت. يتم تشكيل الفولتية المطبقة على ملفات المحرك U a و U b و U c. يجب إجراء جميع تحويلات الإحداثيات المذكورة أعلاه (تحويلات Park و Clark المباشرة والعكسية) في الوقت الفعلي. من المستحسن أن يكون للمتحكم الدقيق المستخدم في تنفيذ نظام مكافحة ناقلات الأمراض مكتبة وظيفة مدمجةتم تكييفها للتحكم الفعال في المحرك ، بما في ذلك وظائف التحويل المنسقة. يجب ألا يتجاوز وقت تنفيذ كل من هذه الوظائف بضعة ميكروثانية.

السمة المميزة لنظام التحكم في ناقلات الحركة للمحركات غير المتزامنة هي الحاجة إلى استخدام وحدة حسابية إضافية ، حيث يتم تقدير الوضع الزاوي الحالي لمتجه ارتباط التدفق الدوار. يتم ذلك عن طريق حل نظام من المعادلات التفاضلية في الوقت الفعلي ، تم وضعه وفقًا للنموذج الرياضي للمحرك. بطبيعة الحال ، تتطلب مثل هذه العملية موارد حوسبة إضافية للمعالج المركزي.

6.2.3. صمام ولا تلامس
آلات التيار المستمر

آلات التيار المستمر (BMPT) وآلات الصمامات (VM) عبارة عن محرك متزامن في نظام مغلق (الشكل 6.30) ، يتم تنفيذه باستخدام مستشعر موضع الدوار (DPR) ، ومحول إحداثيات (PC) ومحول أشباه موصلات الطاقة (PSD) .

يكمن الاختلاف بين BMPT و VM فقط في طريقة تشكيل الجهد عند خرج محول أشباه موصلات الطاقة. في الحالة الأولى ، يتم تشكيل جهد نبضي (تيار) على لفات الآلة. في الحالة الثانية ، يتم تشكيل جهد جيبي أو شبه جيبي (تيار) عند خرج SPP.

وتجدر الإشارة إلى أن BMPT تختلف عن آلات التدرج من حيث أنها مدرجة في نظام توليد الجهد المغلق. في نفوسهم ، يتم تشكيل الجهد اعتمادًا على موضع الدوار ، وهذا هو اختلافهم الأساسي عن التدرج ، حيث يعتمد موضع الدوار على عدد نبضات التحكم.

أرز. 6.30 رسم تخطيطي وظيفي لـ BMPT و VM

تقف محركات التباطؤ والمقاومة عن بعضها البعض بين الآلات المتزامنة. نادرا ما تستخدم هذه الآلات في محرك كهربائي.

من بين جميع أنواع الآلات المتزامنة التي يتم النظر فيها في الأنظمة الخاضعة للرقابة ، تعتبر آلات الصمامات الأكثر نجاحًا.

في عدد من التطبيقات ، على سبيل المثال ، بالنسبة لمحركات الأقراص ذات محث الصمام ومحركات التيار المستمر عديمة الفرشاة ، يكون كافياً تمامًا للحفاظ على مستوى تيار ثابت معين في لف المحرك أثناء فترة التبديل. في هذه الحالة ، يتم تبسيط هيكل نظام التحكم إلى حد كبير. تكمن خصوصية الدائرة (الشكل 6.31) في أن مولد PWM يوفر وظيفتين في وقت واحد: التبديل التلقائي لمراحل المحرك وفقًا لإشارات مستشعر الموضع والحفاظ على التيار عند مستوى معين عن طريق تنظيم الجهد المطبق على المحرك اللفات.

يمكن تحقيق الوظيفة الأولى تلقائيًا إذا كان المولد مدمجًا وحدة التحكم في الإخراجيقبل الأوامر من معالج الأحداث. الوظيفة الثانية تقليدية ويتم تحقيقها عن طريق تغيير دورة عمل إشارات الإخراج PWM. يمكن استخدام مستشعر موضع عنصر القاعة أو مستشعر موضع النبض الأكثر تكلفة لتقدير موضع دوار المحرك. في الحالة الأولى ، يتم إدخال الإشارات من مستشعر الموضع في وحدة التحكم الدقيقة عند المدخلات وحدات التقاط معالج الحدث.

يتم تحديد معالجة كل خطوة كاملة بواسطة المحرك بواسطة معالج الأحداث ويسبب التبديل التلقائي لمفاتيح العاكس. تُستخدم المقاطعة ، التي تحدث عند كل حافة إشارة من المشفر ، لتقدير الوقت بين محولين متجاورين ، ثم سرعة محرك الأقراص. في الحالة الثانية ، يمكن الحصول على معلومات أكثر دقة حول الوضع الحالي لدوار المحرك وسرعته ، وهو ما قد يكون مطلوبًا في محركات الأقراص ذات التحكم الذكي بزاوية التبديل كدالة للسرعة. وبالتالي ، تتطلب أنظمة التحكم في المتجهات الكاملة لمحركات التيار المتردد وحدات تحكم دقيقة عالية الأداء لتنفيذها مع مجموعة واسعة من الأجهزة الطرفية المتكاملة المذكورة أعلاه والتي يمكن أن تعمل معًا وتتطلب الحد الأدنى من الموارد من المعالج المركزي لصيانتها.

أرز. 6.31. مخطط كتلة لنظام التحكم
محرك تيار مستمر بدون فرش

6.3 أشباه الموصلات الكهربائية
المحولات في النظام
محرك كهربائي آلي

تؤدي محولات أشباه موصلات الطاقة في أنظمة التشغيل الآلي وظيفة تنظيم سرعة وعزم دوران المحرك الكهربائي. وهي متصلة بين مستهلك الطاقة (محرك كهربائي عادة) ومصدر الطاقة الرئيسي (الشكل 6.32). وفقًا لمبدأ التشغيل ، يتم تقسيم محولات الطاقة إلى الأنواع الأساسية التالية:

مقومات التحكم (UV)، والتي تقوم بتحويل التيار المتردد ، عادة ما يكون الجهد الجيبي لمصدر طاقة بتردد ثابت (عادة ما يكون صناعيًا
F u = 50 هرتز أو Fو = 400 هرتز) وذات قيمة فعالة ثابتة (عادةً يوو = 220 فولت أو يوو = 360 فولت) ، إلى جهد خرج قابل للتعديل للتيار المستمر ( يو NS = فار ، Fن = 0).

محولات عرض النبض (PWM)التي تحول جهد التيار المستمر لمصدر الطاقة
(يوو = مقدار ثابت، Fو = 0) في جهد مستمر منظم ثابت عند الخرج ( يو NS = فار ، Fن = 0).

محولات ذاتية (AI)، والتي تحول جهد الإمداد الثابت ( يوو = مقدار ثابت، Fو = 0) في جهد متناوب عند الخرج بقيمة فعالة قابلة للتعديل وتردد قابل للتعديل ( يون = فار ، Fن = فار).

محولات التردد المباشر (الشخصية غير القابلة للعب) تحويل جهد متناوب ، عادة جيبي ، بتردد ثابت ( Fو = 400 هرتز أو Fو = 50 هرتز) قيمة جذر متوسط ​​التربيع ثابتة (عادة 220 فولت) في جهد متناوب عند الخرج مع قيمة جذر متوسط ​​التربيع قابلة للتعديل وتردد قابل للتعديل ( يو NS = فار ، F NS = فار).

أرز. 6.32. الطرق الأساسية لاستخدام محولات الطاقة

وتجدر الإشارة إلى أن الفولتية هنا ثابتة ( F= 0) تتميز بقيم متوسطة يوأنا. يوالكمبيوتر والمتغيرات ( و ¹ 0) - القيم الفعالة ( يوو، يو NS).

وبالتالي ، يمكن استخدام محولات الطاقة UV ، SHIP للتحكم في مستهلكي التيار المستمر (الجهد ، التيار ، الطاقة). علاوة على ذلك ، لا يمكن أن تكون الأخيرة محركات كهربائية فحسب ، بل يمكن أن تكون أيضًا مستهلكين بحمل نشط (مقاوم) (تُستخدم محولات الطاقة هذه في إمدادات الطاقة المنظمة). إذا كان مصدر الطاقة عبارة عن أنابيب تيار متردد ، فيمكن استخدام إما HC أو مجموعة من المعدل و PWM.

بالنسبة للمستهلكين الحاليين المتناوبين (والذي غالبًا ما يكون آلة تيار متناوب) ، يتم استخدام AI ، وعند تشغيله من مصدر تيار متردد من NPC ، إما مزيج من HC و AI ، أو مقوم و AI.

6.3.1. مقومات التحكم

مصدر الطاقة للمعدلات التي يتم التحكم فيها هو أنابيب التيار المتردد. مبدأ التحكم هو أنه خلال الدورة النصف الموجبة لجهد الإمداد ، يفتح المفتاح الإلكتروني (عادة ما يكون الثايرستور) ويزود المستهلك بالجهد فقط لجزء من هذه الدورة النصفية. يحتوي الجهد والتيار عند خرج المعدل المتحكم به على مكونات DC و AC. من خلال تغيير لحظة (مرحلة) فتح المفتاح الإلكتروني ، يتم تغيير متوسط ​​قيمة الجهد عند إدخال مستهلك الطاقة. غالبًا ما تستخدم المعدلات التي يتم التحكم فيها للتحكم في محرك DC من خلال دائرة حديد التسليح.

هناك العديد من الأنواع المختلفة للمعدلات التي يتم التحكم فيها. وفقًا لمبدأ التشغيل والبناء ، يمكن تقسيمها إلى مجموعتين: نصف موجة (دوائر بسلك محايد) ، حيث يتم استخدام نصف موجة واحدة فقط من جهد التيار الكهربائي ، وموجة كاملة (دوائر الجسر) ، حيث يتم استخدام كل من موجات نصف الجهد المتناوب للتيار الكهربائي.

ضع في اعتبارك تشغيل أبسط دائرة ثايرستور كاملة الموجة بحمل مقاوم بحت صن (الشكل 6.33).

إلى مصدر الجهد الكهربائي الجيبي يووبسعة ن عبر جسر الثايرستور
مقابل 1 – مقابل 4... الثايرستور قطري مقابل 1, مقابل 4و مقابل 2, VS3افتح في أزواج ، بالتناوب في نقطة زمنية تحددها زاوية الفتح أ.

في الفاصل α < ث ر< 180 درجة الجهد المطبق على الحمل يو NS = يو مالخطيئة ث ر.تين. 6.35 منحنى الجهد عند الحمل مظلل بلون غامق.

نظرًا لأن الحمل نشط (مقاوم) ، فإن منحنى التيار يتبع منحنى الجهد. في الوقت المناسب w ر =يتم تقليل تيار 180 درجة إلى الصفر ويتم إغلاق الزوج المقابل من الثايرستور المائل. تتكرر هذه العملية كل نصف دورة. يتم التحكم في الثايرستور بواسطة نبضات قصيرة الأمد ذات حافة أمامية شديدة الانحدار ، مما يقلل من فقد الطاقة في الثايرستور عند تشغيله ، وبالتالي تسخينه.

يمكن تنفيذ طريقة التحكم في الطور المدروسة باستخدام طرق إزاحة الطور ، وإحدى طرق التحكم الرأسي تعتمد على مقارنة الجهد المرجعي (عادةً شكل سن المنشار) والجهد الثابت لإشارة التحكم. تحدد المساواة في القيم الآنية لهذه الفولتية المرحلة أ ، حيث تولد الدائرة نبضًا ، ثم تضخيمها وتزويدها بقطب التحكم في الثايرستور. يتم تغيير المرحلة أ من نبضة التحكم عن طريق تغيير مستوى الجهد لإشارة التحكم يوالسابق. يظهر الرسم التخطيطي لوظيفة التحكم في الشكل. 6.34 يتم تغذية الجهد المرجعي المتولد عن مولد جهد سن المنشار GPN والمتزامن مع جهد التيار الكهربائي باستخدام جهاز المزامنة CS إلى دائرة مقارنة SS ، والتي تستقبل في نفس الوقت جهد الدخل (إشارة التحكم). يتم تغذية الإشارة من دائرة المقارنة إلى المشكل النبضي (PI) ، ثم إلى موزع النبض (RI) ، إلى مضخمات الطاقة (U) ، حيث يتم تغذيتها إلى قطب التحكم في شكل نبضة قوية مع حافة شديدة الانحدار وقابلة للتعديل في المرحلة.

كشف الدرجات

1 أ.ف. رومانوف اليكتريك درايف كورس محاضرات فورونيج 006 0

2 جامعة فورونيج الحكومية التقنية A.V. محرك رومانوف كهربائي معتمد من قبل مجلس التحرير والنشر بالجامعة ككتاب مدرسي فورونيج 006 1

3 UDC 6-83 (075.8) رومانوف أ. محرك كهربائي: Curst محاضرات. فورونيج: فورونيج. حالة تقنية. un-t، s. يتناول مسار المحاضرات بناء محركات كهربائية AC و DC ، وتحليل الخصائص الكهروميكانيكية والميكانيكية للآلات الكهربائية ، ومبادئ التحكم في محرك كهربائي. المنشور يلبي متطلبات معيار الدولة التربوي للتعليم المهني العالي في مجال "الهندسة الكهربائية والميكانيكا الكهروميكانيكية والتكنولوجيا الكهربائية". دورة المحاضرات مخصصة لطلاب السنة الثانية في تخصص "محرك كهربائي وأتمتة المنشآت الصناعية والمجمعات التكنولوجية" التعليم بدوام كامل على أساس التعليم المهني الثانوي. هذا المنشور مخصص لطلاب التخصصات التقنية وطلاب الدراسات العليا والمتخصصين الذين يتعاملون مع تطوير المحركات الكهربائية. فاتورة غير مدفوعة. 3. التين. 7. ببليوغرافيا: 6 عناوين. دكتوراه المحرر العلمي. تقنية. العلوم ، أ. يو. مراجعو Frolov: قسم أتمتة العمليات التكنولوجية ، جامعة فورونيج الحكومية للهندسة المعمارية والهندسة المدنية (رئيس القسم ، دكتوراه في العلوم التقنية ، البروفيسور VD Volkov) ؛ دكتور تك. العلوم ، أ. أ. شيانوف رومانوف إيه في ، 006 تصميم. جامعة فورونيج الحكومية التقنية ، 006

4 مقدمة يلعب المحرك الكهربائي (ED) دورًا كبيرًا في تنفيذ مهام زيادة إنتاجية العمل في مختلف قطاعات الاقتصاد الوطني ، والأتمتة والميكنة المعقدة لعمليات الإنتاج. يتم تحويل حوالي 70٪ من الكهرباء المولدة إلى طاقة ميكانيكية بواسطة المحركات الكهربائية (EM) ، التي تقود مختلف الآلات والآليات. تتميز المحركات الكهربائية الحديثة بمجموعة واسعة من وسائل التحكم المستخدمة من معدات التحويل التقليدية إلى أجهزة الكمبيوتر ، ومجموعة واسعة من قوى المحرك ، ومجموعة من التحكم في السرعة تصل إلى 10000: 1 وأكثر ، واستخدام كل من السرعة المنخفضة والفائقة محركات كهربائية عالية السرعة. المحرك الكهربائي هو نظام كهروميكانيكي واحد ، يتكون الجزء الكهربائي منه من محرك كهربائي وأجهزة تحويل وتحكم ومعلومات ، ويتضمن الجزء الميكانيكي جميع الكتل المتحركة المرتبطة بالمحرك والآلية. يؤدي الإدخال الواسع النطاق للمحرك الكهربائي في جميع الصناعات والمتطلبات المتزايدة باستمرار للخصائص الثابتة والديناميكية للمحركات الكهربائية إلى زيادة الطلب على التدريب المهني للمتخصصين في مجال القيادة الكهربائية. وتجدر الإشارة إلى أنه نظرًا لأن الطلاب المتفرغين على أساس التعليم الثانوي المتخصص ، يتم تخصيص الحد الأدنى لعدد الساعات الأكاديمية لإتقان التخصص في المنهج الدراسي ، فإن التقدم في المعرفة المهنية يعتمد بشدة على العمل المستقل للطلاب. على وجه الخصوص ، توجد في نهاية هذه الطبعة قائمة ببليوغرافية من المؤلفات العلمية والتقنية الموصى بدراستها بالإضافة إلى ملاحظات المحاضرة المقترحة. بالإضافة إلى دورة المحاضرات ، تم إطلاق ورشة عمل معملية حول محرك كهربائي ، والتي تتناول قضايا البحث التجريبي 3

5 محركات كهربائية AC و DC. لاستيعاب أكثر نجاحًا للتخصص ، يُنصح الطلاب بدراسة نص المحاضرات ومحتوى العمل المخبري مسبقًا. ينظم المستوى التعليمي الحكومي للتعليم المهني العالي في الاتحاد الروسي الموضوعات الإجبارية التالية للدورة التدريبية في تخصص "محرك كهربائي". IN NP و SKA من المعيار التعليمي الحكومي للتعليم المهني العالي لمتطلبات الدولة للحصول على الحد الأدنى من المحتوى ومستوى تدريب مهندس معتمد في مجال "الهندسة الكهربائية والميكانيكا الكهروميكانيكية والتكنولوجيا الكهربائية" ، متخصص في "المحرك الكهربائي وأتمتة الصناعة المصانع والمجمعات التكنولوجية "OPD.F 09. "محرك كهربائي" محرك كهربائي كنظام ؛ مخطط كتلة محرك كهربائي ؛ الجزء الميكانيكي لقناة الطاقة للمحرك الكهربائي ؛ العمليات الفيزيائية في المحركات الكهربائية باستخدام آلات التيار المستمر ، والآلات غير المتزامنة والمتزامنة ؛ الجزء الكهربائي من قناة الطاقة للمحرك الكهربائي ؛ مبادئ التحكم في محرك كهربائي ؛ قاعدة عنصر قناة المعلومات ؛ توليف هياكل ومعلمات قناة المعلومات ؛ عناصر تصميم المحرك الكهربائي. مادة هذه الدورة من المحاضرات متوافقة تمامًا مع الموضوع المحدد. 4

6 المحاضرة 1: تاريخ تطور المحرك الكهربائي كفرع من العلوم والتكنولوجيا نوقشت القضايا في المحاضرة. 1. معلومات تاريخية موجزة حول تطوير المحركات الكهربائية AC و DC .. أعمال العلماء المحليين والأجانب. 3. دور المحرك الكهربائي في الاقتصاد الوطني. 4. الهيكل والعناصر الأساسية لمحرك كهربائي مؤتمت حديث. يعد المحرك الكهربائي فرعًا جديدًا نسبيًا من العلوم والتكنولوجيا ، مع أكثر من قرن بقليل منذ تطبيقه العملي. يرجع ظهور EP إلى أعمال العديد من علماء الكهرباء المحليين والأجانب. في هذه السلسلة الرائعة ، أسماء العلماء البارزين مثل Dane H. Erested ، الذي أظهر إمكانية تفاعل مجال مغناطيسي وموصل مع تيار (180) ، الفرنسي A. Ampere ، الذي شكل هذا التفاعل رسميًا رياضيًا في نفس عام 180 ، قام الإنجليزي م. فاراداي ، ببناء منشأة تجريبية عام 181 ، والتي أثبتت إمكانية بناء محرك كهربائي. هؤلاء هم علماء محليون وأكاديميون ب. جاكوبي وإ. Lenz ، الذي تمكن لأول مرة من إنشاء محرك كهربائي يعمل بالتيار المباشر في عام 1834. عمل ب. اكتسب جاكوبي شهرة عالمية واسعة لإنشاء المحرك ، والعديد من الأعمال اللاحقة في هذا المجال كانت تنوعًا أو تطويرًا لأفكاره ، على سبيل المثال ، في عام 1837 ، قام American Davenport ببناء محركه الكهربائي بمحول أبسط. في عام 1838 قبل الميلاد. قام جاكوبي بتحسين تصميم المحرك الكهربائي ، حيث أدخل فيه جميع عناصر الآلة الكهربائية الحديثة تقريبًا. تم استخدام هذا المحرك الكهربائي ، بسعة 1 حصان ، لقيادة قارب يتنقل مع راكب واحد بسرعة تصل إلى 5 كم / ساعة مقابل تيار He-5

7 أنت. لذلك ، يعتبر عام 1838 عام ميلاد المحرك الكهربائي. بالفعل في هذا النموذج الأول ، الذي لا يزال غير كامل للمحرك الكهربائي ، تم الكشف عن مزايا مهمة جدًا مقارنة بآليات البخار السائدة في ذلك الوقت: عدم وجود غلاية بخارية ووقود ومخزون ماء ، أي وزن وأبعاد أفضل بكثير. ومع ذلك ، فإن النقص في ED الأول ، والأهم من ذلك ، عدم كفاءة مصدر الطاقة للبطارية الجلفانية ، التي طورتها شركة L. Galvani الإيطالية () ، كان السبب وراء عمل BS. لم يتم استخدام جاكوبي وأتباعه على الفور عمليًا. مطلوب مصدر بسيط وموثوق واقتصادي للطاقة الكهربائية. ووجد المخرج. في عام 1833 ، كتب الأكاديمي إ. اكتشف لينز مبدأ انعكاسية الآلات الكهربائية ، والتي جمعت فيما بعد بين تطوير المحركات والمولدات. وهكذا في عام 1870 ، ابتكر موظف في شركة "Alliance" Z. Gramm الفرنسية نوعًا صناعيًا من المولدات الكهربائية ذات التيار المباشر ، مما أعطى دفعة جديدة لتطوير المحرك الكهربائي وإدخاله في الصناعة. وهنا بعض الأمثلة. مواطننا المهندس الكهربائي V.N. أنشأ Chikolev () في عام 1879 محركًا كهربائيًا لمصابيح القوس ومحركات كهربائية لآلة الخياطة (188) ومروحة (1886) ، والتي تم منحها ميداليات ذهبية في جميع المعارض الروسية. إدخال الطاقة الكهربائية DC في البحرية: رفع الذخيرة على البارجة سيسوي العظيم () ، أول جهاز توجيه على البارجة 1 الرسل (199). في عام 1895 م. طور شوبين نظام "حاقن-محرك" للتوجيه ، والذي تم تثبيته لاحقًا على البوارج "الأمير سوفوروف" و "سلافا" وغيرها ، وعدد كبير من محركات التيار المستمر. 6

8 توجد حالات لاستخدام محرك كهربائي في النقل الحضري وخطوط الترام في مدن كييف وكازان ونيجني نوفغورود (189) وبعد ذلك إلى حد ما في موسكو (1903) وسانت بطرسبرغ (1907). ومع ذلك ، كانت المكاسب المبلغ عنها هامشية. في عام 1890 ، كان المحرك الكهربائي يمثل 5٪ فقط من إجمالي طاقة الآليات المستخدمة. تطلبت التجربة العملية الناشئة تحليلًا وتنظيمًا وتطويرًا لأساس نظري للإضاءة اللاحقة لطرق تطوير EP. تم لعب دور كبير هنا من خلال العمل العلمي لمواطننا ، أكبر مهندس كهربائي د. Lachinov () ، نُشر عام 1880 في مجلة "الكهرباء" تحت عنوان "العمل الكهروميكانيكي" ، والذي وضع الأسس الأولى لعلم القيادة الكهربائية. نعم فعلا. أثبت Lachinov بشكل مقنع مزايا التوزيع الكهربائي للطاقة الميكانيكية ، حيث أعطى لأول مرة تعبيرًا عن الخصائص الميكانيكية لمحرك DC مع الإثارة المتسلسلة ، وأعطى تصنيفًا للآلات الكهربائية وفقًا لطريقة الإثارة ، واعتبر شروط التزويد المحرك من مولد. وعليه فإن عام 1880 هو عام نشر العمل العلمي "العمل الكهروميكانيكي" ويعتبر عام ميلاد علم القيادة الكهربائية. جنبًا إلى جنب مع محرك التيار المستمر ، شق طريقك إلى الحياة ومحرك التيار المتردد. في عام 1841 ، بنى الإنجليزي س. ويتسون محركًا كهربائيًا متزامنًا أحادي الطور. لكنه لم يجد تطبيقًا عمليًا بسبب الصعوبات في البدء. في عام 1876 م. طور Yablochkov () عدة تصميمات للمولدات المتزامنة لتشغيل الشموع التي اخترعها ، واخترع أيضًا محولًا. كانت الخطوة التالية على الطريق إلى الطاقة الكهربائية المتناوبة هي اكتشاف عام 1888 من قبل الإيطاليين جي. فيراريس ويوغوسلافيا ن. تسلا لظاهرة المجال المغناطيسي الدوار ، والتي شكلت بداية تصميم المحركات الكهربائية متعددة الأطوار. فيراري وتيسلا 7

9 ، تم تطوير عدة نماذج لمحركات التيار المتردد ثنائية الطور. ومع ذلك ، فإن تيار المرحلتين في أوروبا ليس واسع الانتشار. كان السبب في ذلك هو تطوير المهندس الكهربائي الروسي M.O. Dolivo-Dobrovolsky () في عام 1889 ، نظام AC ثلاثي الأطوار أكثر كمالا. في نفس عام 1889 ، في 8 مارس ، حصل على براءة اختراع لمحرك كهربائي غير متزامن مع دوار قفص السنجاب (AD KZ) ، وبعد ذلك إلى حد ما بدوار طور. بالفعل في عام 1891 ، في معرض كهربائي في فرانكفورت أم ماين ، M.O. أظهرت Dolivo-Dobrovolsky محركات كهربائية غير متزامنة (مروحة) بقدرة 0.1 كيلو واط ؛ 1.5 كيلو واط (مولد تيار مستمر) و 75 كيلو واط (مضخة). كما طورت Dolivo-Dobrovolsky مولدًا متزامنًا ثلاثي الطور ومحولًا ثلاثي الطور ، ولا يزال تصميمه دون تغيير عمليًا في عصرنا. أثبت مارسيل ديسبريز في عام 1881 إمكانية نقل الكهرباء عن بعد ، وفي عام 188 تم بناء أول خط لنقل الكهرباء بطول 57 كم وبقدرة 3 كيلو وات. نتيجة للأعمال المذكورة أعلاه ، تم القضاء على آخر العقبات التقنية الأساسية أمام انتشار نقل الطاقة الكهربائية وتم إنشاء المحرك الكهربائي الأكثر موثوقية وبساطة ورخيصة ، والذي يتمتع حاليًا بتوزيع استثنائي. يتم تحويل أكثر من 50٪ من إجمالي الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية عن طريق محرك كهربائي ضخم يعتمد على ماس كهربائى AM. تم تركيب أول محركات كهربائية AC ثلاثية الطور في روسيا في عام 1893 في Shepetovka وفي مصنع Kolomna ، حيث بحلول عام 1895 ، تم تركيب 09 محركًا كهربائيًا بسعة إجمالية قدرها 1507 كيلوواط. ومع ذلك ، ظل معدل إدخال المحرك الكهربائي في الصناعة منخفضًا بسبب تخلف روسيا في مجال الهندسة الكهربائية 8

10 (، 5٪ من الإنتاج العالمي) وتوليد الكهرباء (الخامس عشر في العالم) حتى خلال ذروة روسيا القيصرية (1913). بعد انتصار ثورة أكتوبر العظمى عام 190 ، أثيرت مسألة إعادة تنظيم جذرية للاقتصاد الوطني بأكمله. تم تطوير خطة GOELRO (خطة الدولة لكهربة روسيا) ، والتي تنص على إنشاء 30 محطة طاقة حرارية وكهرمائية بسعة إجمالية تبلغ مليون و 750 ألف كيلوواط (بحلول عام 1935 ، تم تكليف حوالي 4.5 مليون كيلوواط). العمل على خطة GOELRO ، V.I. وأشار لينين إلى أن "المحرك الكهربائي يضمن بشكل موثوق أي سرعة واتصال تلقائي للعمليات في أكثر مجالات العمل شمولاً". لماذا تم إيلاء الكثير من الاهتمام للقيادة الكهربائية والكهرباء؟ الحقيقة هي أن المحرك الكهربائي هو أساس الطاقة لأداء الأعمال الميكانيكية وأتمتة عمليات الإنتاج بكفاءة عالية ، بينما المحرك الكهربائي يخلق جميع الظروف للعمل عالي الإنتاجية. هذا مثال بسيط. من المعروف أنه خلال يوم العمل ، يمكن لشخص واحد ، بمساعدة الطاقة العضلية ، أن يولد حوالي 1 كيلو وات / ساعة ، وتبلغ تكلفة إنتاجها (مشروطة) 1 كوبك. في الصناعات عالية الكهرباء ، تبلغ الطاقة المركبة للمحركات الكهربائية لكل عامل 4-5 كيلو واط (يسمى هذا المؤشر الطاقة الكهربائية للعمالة). مع يوم عمل مدته ثماني ساعات ، نحصل على استهلاك من 3-40 كيلو واط / ساعة. وهذا يعني أن العامل يتحكم في الآليات التي يعادل عملها في كل وردية عمل 3-40 شخصًا. لوحظ وجود كفاءة أكبر لـ EP في صناعة التعدين. على سبيل المثال ، في حفارة مشي من النوع ESh-15/15 ، والتي لديها ذراع الرافعة 15 مترًا ودلوًا بسعة 15 مترًا مكعبًا ، تبلغ قوة محرك واحد غير متزامن 8 ميغاواط. على مصانع الدرفلة 9

11 ، تبلغ سعة ED المركبة أكثر من 60 ميغاواط ، وسرعة الدوران 16 كم / ساعة. هذا هو السبب في أنه كان من الأهمية بمكان ضمان إدخال المحرك الكهربائي على نطاق واسع في الاقتصاد الوطني. من الناحية الكمية ، يتميز هذا بمعامل كهربة يساوي نسبة قوة المحركات الكهربائية إلى قوة جميع المحركات المركبة ، بما في ذلك المحركات غير الكهربائية. يمكن تتبع ديناميكيات نمو معامل الكهرباء في روسيا من الجدول 1.1 القوى العالمية الرائدة. في الوقت الحاضر ، احتلت صناعة الطاقة الكهربائية مكانة مهيمنة في الاقتصاد الوطني وتستهلك حوالي ثلث إجمالي الكهرباء المنتجة في البلاد (حوالي 1.5 تريليون كيلوواط / ساعة). إذن ما هو محرك كهربائي؟ وفقًا لـ GOST R ، يُطلق على النظام الكهروميكانيكي محرك كهربائي ، يتكون في الحالة العامة من محولات الطاقة الكهربائية المتفاعلة والمحولات الكهروميكانيكية والميكانيكية وأجهزة التحكم والمعلومات وأجهزة للتفاعل مع أنظمة كهربائية وميكانيكية وأنظمة تحكم ومعلومات خارجية ، مصممة لقيادة الهيئات التنفيذية (IO) لآلة العمل 10

12 جهاز تحويل الشبكة الكهربائية جهاز المحرك الكهربائي جهاز التحكم في المعلومات جهاز النقل آلة العمل التوصيل الكهربائي للهيئة التنفيذية التوصيل الميكانيكي الشكل. مخطط كتلة لمحرك كهربائي آلي (RM) والتحكم في هذه الحركة من أجل تنفيذ العملية التكنولوجية. هذا التعريف موضح في الشكل. دعونا نفك رموز المكونات. جهاز التحويل (محول الطاقة) هو جهاز كهربائي يحول الطاقة الكهربائية بنفس قيم المعلمات و / أو مؤشرات الجودة إلى طاقة كهربائية بقيم مختلفة من المعلمات و / أو مؤشرات الجودة. (لاحظ أنه يمكن إجراء تحويل المعلمات وفقًا لطبيعة التيار ، والجهد ، والتردد ، وعدد المراحل ، وطور الجهد ، وفقًا لـ GOST 18311). تصنف المحولات حسب التيار (DC و AC) ، وكذلك حسب عنصر الثايرستور الأساسي ومحولات الترانزستور. أحد عشر

13 جهاز محرك كهربائي (محول كهروميكانيكي) جهاز كهربائي مصمم لتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية أو ميكانيكية إلى طاقة كهربائية. يمكن أن تكون المحركات الكهربائية المستخدمة في المحرك الكهربائي تيارًا متناوبًا ومباشرًا. من حيث الطاقة ، يمكن تقسيم الآلات الكهربائية بشكل مشروط إلى: ماكينات دقيقة تصل إلى 0.6 كيلو واط. آلات منخفضة الطاقة حتى 100 كيلو واط. آلات ذات قوة متوسطة تصل إلى 1000 كيلو واط. طاقة عالية تزيد عن 1000 كيلو واط. حسب سرعة الدوران: سرعة منخفضة تصل إلى 500 دورة في الدقيقة. متوسط ​​السرعة يصل إلى 1500 دورة في الدقيقة. سرعة عالية تصل إلى 3000 دورة في الدقيقة. بسرعة فائقة تصل إلى دورة في الدقيقة. وفقًا للجهد المقنن ، توجد محركات منخفضة الجهد (حتى 1000 فولت) وجهد عالي (أعلى من 1000 فولت). جهاز معلومات التحكم. تم تصميم جهاز التحكم لتوليد إجراءات التحكم في محرك كهربائي وهو عبارة عن مجموعة من العناصر الكهرومغناطيسية والكهروميكانيكية وأشباه الموصلات المترابطة وظيفيًا. في أبسط الحالات ، يمكن اختزال جهاز التحكم إلى قاطع دائرة تقليدي يربط ED بالشبكة. تحتوي الأجهزة الإلكترونية عالية الدقة على معالجات دقيقة وأجهزة كمبيوتر في جهاز التحكم. جهاز المعلومات مخصص لتلقي وتحويل وتخزين وتوزيع وإصدار معلومات حول متغيرات العملية الإلكترونية والتكنولوجية والأنظمة المجاورة لاستخدامها في نظام التحكم في المحرك الكهربائي وأنظمة المعلومات الخارجية. يتكون جهاز الإرسال من ناقل حركة ميكانيكي وجهاز واجهة. النقل الميكانيكي هو محول طاقة ميكانيكي مصمم للنقل - 1

14 تشي للطاقة الميكانيكية من ED إلى الجسم التنفيذي لآلة العمل وتنسيق نوع وسرعة حركتهم. جهاز الواجهة عبارة عن مجموعة من العناصر الكهربائية والميكانيكية التي تضمن تفاعل المحرك الكهربائي مع الأنظمة المجاورة والأجزاء الفردية من المحرك الكهربائي مع بعضها البعض. يمكن استخدام علب التروس ، والحزام V والمحركات المتسلسلة ، وقوابض الانزلاق الكهرومغناطيسي ، وما إلى ذلك كجهاز نقل. آلة العمل هي آلة تغير شكل موضوع العمل وخصائصه وحالته وموضعه. الجسم التنفيذي لآلة العمل هو عنصر متحرك لآلة العمل التي تقوم بعملية تكنولوجية. هذه التعريفات تحتاج إلى استكمالها. نظام التحكم في المحرك الكهربائي عبارة عن مجموعة من أجهزة وأجهزة التحكم والمعلومات لتوصيل المحرك الكهربائي ، وهي مصممة للتحكم في التحويل الكهروميكانيكي للطاقة من أجل ضمان الحركة المحددة للجسم التنفيذي لآلة العمل. نظام التحكم في المحرك الكهربائي هو نظام تحكم عالي المستوى خارج المحرك الكهربائي ، والذي يوفر المعلومات اللازمة لتشغيل المحرك الكهربائي. 13

15 محاضرة - العنصر الأساسي للقيادة الكهربائية للمكننة المعقدة وأنظمة الأتمتة في إنتاج الماكينة. تمت مناقشة الأسئلة في المحاضرة. 1. التطور الهيكلي للمحركات الكهربائية .. أنواع مختلفة من المحركات الكهربائية المستخدمة في الصناعة والزراعة. 3. الاتجاهات الرئيسية في تطوير المحركات الكهربائية. 4. هيكل ED من وجهة نظر "نظرية القيادة الكهربائية". على مدار سنوات وجوده ، خضع المحرك الكهربائي لتغييرات أساسية. بادئ ذي بدء ، تم تحسين طرق نقل الطاقة الميكانيكية من المحركات إلى آلات العمل. على سبيل المثال ، في بلدنا ، قبل بداية الخطة الخمسية الأولى (198) ، سيطر المحرك الكهربائي الجماعي على "محرك كهربائي بمحرك كهربائي واحد ، مما يوفر حركة الهيئات التنفيذية للعديد من آلات العمل أو عدة IO من آلة واحدة تعمل "، ولكن مع نهاية الخطة الخمسية الأولى (193) تم سحبها من الصناعة ... يوضح الشكل 1 الرسم التخطيطي الوظيفي للمحرك الكهربائي الجماعي للمؤسسة. تكمن خصوصية هذا المخطط في التوزيع الميكانيكي للطاقة في جميع أنحاء المؤسسة ، وبالتالي في التحكم الميكانيكي للعملية ، أي إدارة عمل الهيئات التنفيذية لآلات العمل. يوضح الشكل مخططًا آخر لمجموعة EP الخاصة بالمحرك الكهربائي لمجموعة ماكينات العمل. على عكس المخطط السابق ، يتم توفير الطاقة الكهربائية هنا مباشرة إلى RM ، وفيها يتم توزيعها الميكانيكي بالفعل. يتم الاحتفاظ بالتحكم الميكانيكي في العمل. تشمل العيوب العامة للمحرك الكهربائي الجماعي: التحكم في السرعة التدريجي ؛ أربعة عشرة

16 الشبكة الكهربائية U ، I عمود نقل الطاقة الكهربائية ED M ، ω الطاقة الميكانيكية РМ 1 РМ ИО 1 ИО ИО 3 ИО 1 ИО ИО 3 الشكل 1. مجموعة المحرك الكهربائي للشبكة الكهربائية ED 1 ED RM 1 RM IO 1 IO IO 3 IO 1 IO IO 3 Fig ... مجموعة محرك كهربائي لآلات العمل مجموعة صغيرة من التنظيم ؛ ظروف العمل الخطرة انخفاض الإنتاجية. تم استبدال المحرك الكهربائي الجماعي بمحرك كهربائي فردي واعد واقتصادي أكثر ، وهو "EP ، يوفر حركة جسم تنفيذي واحد لآلة العمل" ، ويظهر المخطط الوظيفي 15

17 في الشكل 3. في هذا الإصدار من المحرك الكهربائي ، يتم توزيع الطاقة الكهربائية على الهيئات العاملة. كما يصبح من الممكن التحكم في الطاقة الميكانيكية كهربائياً. بالإضافة إلى ذلك ، يسمح محرك الأقراص الفردي في بعض الحالات بتبسيط تصميم PM ، لأن غالبًا ما يكون ED عبارة عن هيئة عمل بناءة (مروحة ، مثقاب كهربائي ، إلخ). الشبكة الكهربائية RM ED 1 ED ED 3 IO 1 IO IO 3 الشكل 3. محرك كهربائي فردي في الوقت الحاضر ، يعد المحرك الكهربائي الفردي النوع الرئيسي للمحرك الكهربائي المستخدم صناعيًا. لكن ليس الوحيد. في عدد من آليات الإنتاج ، يتم استخدام محرك كهربائي مترابط ، وهذا هو "محركان كهربائيان أو أكثر مترابطان كهربائيًا أو ميكانيكيًا ، يتم أثناء التشغيل نسبة معينة من سرعاتهم و (أو) أحمالهم و (أو) موضع يتم الحفاظ على الهيئات التنفيذية لآلات العمل ". يجمع هذا النوع من المحركات الكهربائية بين نوعين من المحركات الكهربائية ، محرك EP متعدد المحركات وعمود كهربائي. محرك كهربائي متعدد المحركات (الشكل 4) "محرك كهربائي يحتوي على عدة محركات كهربائية ، يتم التوصيل الميكانيكي بينها من خلال الجسم التنفيذي لآلة العمل." يسمح هذا المحرك الكهربائي في بعض الحالات بتقليل الجهود المبذولة في جسم العمل ، وتوزيعها في الآلية بشكل متساوٍ ودون تشوهات ، وزيادة موثوقية وإنتاجية التثبيت. 16

18 الشبكة الكهربائية ED 1 RM ED الشكل 4. محرك كهربائي متعدد المحركات يتم استخدام المحرك الكهربائي متعدد المحركات في روافع المناجم ، على وجه الخصوص ، تم استخدامه لأول مرة في Shepetovka في نهاية القرن التاسع عشر. عمود كهربائي "محرك كهربائي مترابط يوفر حركة متزامنة لهيئتين تنفيذيتين أو أكثر لآلة عمل غير متصلة ميكانيكيًا." تشمل الأمثلة محركات السد وخطوط النقل الطويلة. يوضح الشكل 5 مخططًا لناقل يعتمد على محركات كهربائية غير متزامنة بدوار طور ، وهو ما يفسر مبدأ تشغيل عمود كهربائي. ستكون ترددات الدوران ω 1 و ، بسبب التوصيل الكهربائي لدوارات المحركات الكهربائية ، هي نفسها أو متزامنة. ω 1 حزام ناقل ω ED 1 ED عمود كهربائي الشكل 5. رسم توضيحي لعمل عمود كهربي.

19 مع نطاق من الطاقة الكهرومغناطيسية من أجزاء من واط إلى كيلوواط ، ومجموعة من التحكم في السرعة تصل إلى 10000: 1 وأكثر ، باستخدام كل من المحركات منخفضة السرعة (مئات الدورات في الدقيقة) والسرعة الفائقة (حتى دورة في الدقيقة) . EP هو الأساس لأتمتة الأشياء التكنولوجية في الصناعة والزراعة والفضاء ؛ إدراكًا لأهم مهمة في عصرنا هي زيادة إنتاجية العمل. في الوقت الحالي ، يعتبر اتجاه استخدام تقنيات توفير الطاقة من سمات المحرك الكهربائي. إلى الأنظمة التقليدية التي تسمح بإعادة الطاقة إلى الشبكة (تسمى هذه العملية الاسترداد) ، مثل نظام مولد المحرك (نظام GD) ، سلسلة كهربائية (يتم التحكم فيها بواسطة محرك كهربائي مزود بدوار جرح ، في حيث يتم إرجاع الطاقة المنزلقة إلى الشبكة الكهربائية) ، سلسلة كهروميكانيكية (يتم التحكم فيها بواسطة محرك كهربائي مع IM بدوار طور ، حيث يتم تحويل الطاقة المنزلقة إلى ميكانيكية ونقلها إلى عمود المحرك الكهربائي) ، هناك استبدال هائل لمحرك كهربائي غير منظم بمحرك كهربائي منظم. نتيجة لذلك ، يصبح تصميم المحرك الكهربائي بدون تروس ، مما يزيد من الكفاءة الكلية للمحرك. يحفز التقدم في تصميم تكنولوجيا المحولات ، ولا سيما بالنسبة لمحولات التردد ، استبدال محركات التيار المستمر والتيار الكهرومغناطيسي المتزامن بـ EMs غير متزامن أرخص وأكثر موثوقية مع دوار قفص السنجاب. إذا أخذنا في الاعتبار تركيبات المحركات الكهربائية من وجهة نظر نظرية المحرك الكهربائي ، فعندئذٍ كأحد أهداف الدراسة ، هذا هو النظام الكهروميكانيكي ، وهو عبارة عن مجموعة من الأجهزة الميكانيكية والكهروميكانيكية ، التي توحدها دوائر كهربائية مشتركة و (أو) تحكم الدوائر المصممة لتنفيذ الحركة الميكانيكية لجسم ما. في المحرك الكهربائي ، يتم دمج ثلاثة أجزاء في كل واحد (الشكل 6): جزء ميكانيكي ومحرك كهربائي ونظام تحكم. الثامنة عشر

20 بريد إلكتروني شبكة El. المحرك م ، الفراء. جزء عمل ميكانيكي مفيد ESA EMF RD PU IM DOS M ميكانيكي إلى DOS ISU من نظام التحكم DOS من الذاكرة الشكل 6. رسم تخطيطي وظيفي للمحرك الكهربائي من وجهة نظر نظرية المحرك الكهربائي.يشتمل الجزء الميكانيكي على جميع العناصر المتحركة للآلية ، ودوار المحرك RD ، وجهاز النقل PU ، والمشغل IM ، والذي له اللحظة الميكانيكية المفيدة M يتم نقل الميكانيكية. يشتمل جهاز المحرك الكهربائي على: محول طاقة كهروميكانيكي EMF ، والذي يحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية ، ودوار محرك RD الذي يتأثر بالعزم الكهرومغناطيسي M للمحرك بتردد دوران (السرعة الزاوية) ω. يتضمن نظام التحكم (CS) جزء الطاقة من ESA وجزء المعلومات من IMS. يستقبل IMS إشارات من مشغلات الذاكرة وأجهزة استشعار DOC. 19

21 المحاضرة 3 - الجزء الميكانيكي للقيادة الكهربائية تمت مناقشة الأسئلة في المحاضرة. 1. الغرض والوحدات الميكانيكية الرئيسية للمحرك الكهربائي ، اللحظات الساكنة النشطة والمتفاعلة. 3. الأحمال النموذجية للجزء الميكانيكي للمحرك الكهربائي. تتمثل الوظيفة الرئيسية للمحرك الكهربائي في تشغيل آلة العمل وفقًا لمتطلبات النظام التكنولوجي. يتم تنفيذ هذه الحركة بواسطة الجزء الميكانيكي للمحرك الكهربائي (MCH EP) ، والذي يتضمن دوار المحرك الكهربائي وجهاز النقل وآلة العمل (الشكل 3.1). يظهر في الشكل. 3.1 تحدد المعلمات M in و M rm و M io لحظات على عمود المحرك وآلة العمل والجسم التنفيذي ؛ السرعات الزاوية in، ω pm، io لعمود ED ، آلة العمل ، الجسم التنفيذي ؛ F io ، قوة V io والسرعة الخطية للمشغل. الدوار М in ω в جهاز النقل М рм ω рм آلة العمل io io ω io F io V io الشكل 3.1. رسم تخطيطي للجزء الميكانيكي للمحرك الكهربائي اعتمادًا على نوع ناقل الحركة وتصميمات آلة العمل ، يتم تمييزها (الشكل 3.1): EP للحركة الدورانية ، والتي توفر ، على التوالي ، الحركة الدورانية للهيئة التنفيذية PM ؛ معلمات الخرج لحظة الإدخال / الإخراج للآلية M io والتردد الزاوي للدوران ω io ؛ EP للحركة متعدية ، مما يوفر حركة خطية متعدية لـ IO لآلة العمل ؛ معلمات الإخراج تجبر F io والسرعة الخطية V io.

22 لاحظ أن هناك أيضًا محركًا كهربائيًا خاصًا ، يسمى محرك كهربائي متذبذب ، والذي يوفر حركة ترددية (اهتزاز) (زاويًا وخطيًا) لمشغل PM. في الجزء الميكانيكي من المحرك الكهربائي ، تعمل أنواع مختلفة من الجهود ، واللحظات ، التي تختلف في طبيعة الحركة. يميز على وجه التحديد بين اللحظات الساكنة التفاعلية M cf والنشط M sa. يتم إنشاء اللحظات التفاعلية بواسطة قوة الاحتكاك وقوى الضغط والتوتر والتواء الأجسام غير المرنة. الاحتكاك الجاف مثال كلاسيكي هنا (الشكل 3.). تعمل قوى الاحتكاك دائمًا على مقاومة الحركة وعندما ينعكس المحرك الكهربائي ، فإن لحظة الاحتكاك التي تسببها هذه القوى تغير أيضًا الاتجاه ، والوظيفة М с ​​(ω) بسرعة ω = 0 تخضع لانقطاع. تتجلى قوى الاحتكاك في عمليات نقل المحركات الكهربائية وآلات العمل. F m V F tr ω F tr V m F M av M av M s الشكل. 3 .. اعتماد اللحظة الساكنة لقوى الاحتكاك الجاف على السرعة تنشأ اللحظات النشطة (المحتملة) بفعل الجاذبية والضغط والتوتر والتواء الأجسام المرنة. في MCh EP ، تظهر لحظات نشطة في العناصر المحملة (الأعمدة ، التروس ، إلخ) أثناء تشوهها ، نظرًا لأن الروابط الميكانيكية ليست صلبة تمامًا. تتجلى ملامح عمل اللحظات المحتملة بوضوح في مثال الجاذبية. عند الرفع أو 1

عندما يتم تخفيض الحمولة ، يظل اتجاه الجاذبية F j ثابتًا. بمعنى آخر ، عندما يتم عكس المحرك الكهربائي ، يظل اتجاه اللحظة النشطة Мca دون تغيير (الشكل 3.3). ω М с VV М с الشكل اعتماد اللحظة الثابتة النشطة على السرعة ، سمة من سمات آليات رفع الأحمال.يظهر تحليل موجز لأنواع М с أن هناك فرقًا كبيرًا بين اللحظات التفاعلية والنشطة: تتغير لحظة رد الفعل اتجاهه مع تغيير في اتجاه الحركة ، بينما تحافظ اللحظة النشطة على ثباتها. يمكن تصنيف آلات العمل ، على الرغم من التنوع الكبير في التصميمات والعمليات التي يتم إجراؤها ، وفقًا لنوع اعتماد اللحظة الساكنة على عدد من العوامل. هناك على نطاق واسع 5 مجموعات من الآليات. تتضمن المجموعة الأولى الآليات التي لا تعتمد فيها اللحظة الساكنة على سرعة الدوران ، أي M c (ω) = const. هذا يعني أن الخاصية الميكانيكية لآلة العمل ، واعتماد العزم الثابت على تردد الدوران هو خط مستقيم موازٍ لمحور السرعة الزاوية ω ، ويخضع لانقطاع عند ω = 0 للحظات الساكنة التفاعلية (كما هو موضح في الشكل 3) ، على سبيل المثال ، لحزام ناقل بحمل خطي منتظم. و ي م

24 بالنسبة للسيدة النشطة (كما هو موضح في الشكل 3.3) ، لا تعتمد الخاصية الميكانيكية على اتجاه الحركة. مثال نموذجي هو آلية الرفع. المجموعة الثانية من الآليات تمثيلية تمامًا [، 3]. هنا М с تعتمد على سرعة دوران RM: () = М + (М + М) Мс с0 с0 с0 а ω ωн ω ، (3.1) حيث М هي لحظة خسائر الاحتكاك الميكانيكي ؛ M SN هي اللحظة الثابتة لآلة العمل عند سرعة الدوران المقدرة ω n ؛ ω سرعة الدوران الحالية ؛ ومعامل التناسب. مع a = 0 ، لدينا M c (ω) = M cn ، أي نحصل على الخصائص الميكانيكية لآلات المجموعة الأولى. مع a = 1 ، لدينا اعتماد خطي للعزم الثابت على السرعة ، وهو أمر متأصل ، على سبيل المثال ، في مولدات التيار المستمر G التي تعمل على مقاومة ثابتة R (الشكل 3.4). ~ U 1، f 1 GR ω М с (ω) U ov ОВ М с0 М с Fig الخصائص الميكانيكية عند а = 1 عند а = (الشكل 3.5) نحصل على أكبر مجموعة من آليات العمل [، 3] لها مروحة مميزة (مراوح ، مراوح ، مضخات طرد مركزي وآليات أخرى مماثلة). 3

25 ~ U 1، f 1 ω М с (ω) М с0 الخصائص الميكانيكية لمروحة الشكل عند a = -1 يوجد اعتماد زائدي ، سمة لمعظم آلات قطع المعادن ، عند زيادة معدل تغذية القاطع V (وفقًا لذلك ، تزداد قوة القطع) تقلل سرعة معالجة الجزء (الشكل 3.6). М с ~ U 1، f 1 ω V ω М с (ω) شكل خاصية ميكانيكية زائدية لاحظ أنه من الناحية العملية توجد قيم أخرى للمعامل a. المجموعة الثالثة من الآليات هي مجموعة من الآلات التي تكون فيها اللحظة الثابتة دالة لزاوية دوران العمود РМ α ، أي М с = f (α). هذا نموذجي ، على سبيل المثال ، في آلية الكرنك (الشكل 3.7) والآليات اللامتراكزة ، حيث يتم تحويل الحركة الدورانية بتردد دوران ω إلى حركة ترددية بسرعة V. يصل

26 هي أقصى لحظة ثابتة M سم ماكس ، تحدث ، على سبيل المثال ، عند 0 α π ، الضربة العكسية مع أقصى لحظة عند π α π. M cmax، хх ω М с M cmax М с (α) M cmax، хх V М с الشكل. اعتماد М с على زاوية الساعد α على سرعة الحركة ، أي М с = f (α، ω) لوحظ اعتماد مماثل عندما تتحرك المركبات الكهربائية في جزء مستدير من المسار. المجموعة الخامسة من الآليات هي مجموعة RM ، حيث تتغير اللحظة الساكنة بشكل عشوائي بمرور الوقت. وتشمل الحفارات الجيولوجية والكسارات الخشنة والآليات المماثلة الأخرى (الشكل 3.8). α М с ω М с (t) 0 t اعتماد الشكل М с = f (t) عند حفر الصخور 5

27 المحاضرة 4 آلات كهربائية DC الأسئلة التي تم تناولها في المحاضرة. 1. تصميم آلات التيار المستمر .. المعلمات الأساسية وتحويل الطاقة الكهروميكانيكية في آلات التيار المستمر. 3. تصنيف محركات التيار المستمر. 4. التحديد المبدئي لمقاومة المحرك. تتميز الآلة الكهربائية DC (DCM) بتصميم خاص. تخطيطيًا ، باستخدام مثال المحرك الكهربائي P-9 ، يظهر في الشكل. يحتوي الجزء الثابت (الجزء الثابت) على الأعمدة الرئيسية 1 مع ملفات تشكل محثًا أو نظام إثارة للآلة. يتم توزيع الأقطاب بالتساوي على السطح الداخلي للإطار 3 ، والذي يجمع بين وظائف الجزء الميكانيكي (السكن) والجزء النشط (نير الدائرة المغناطيسية للجزء الثابت). نظرًا لأن تدفقًا مغناطيسيًا ثابتًا يمر عبر الإطار (نير) ، والذي لا يحفز التيارات الدوامة فيه ، فهو مصنوع من الفولاذ المتآلف. غالبًا ما تكون نوى الأعمدة الرئيسية مبطنة: فهي تتكون من ألواح منفصلة مشدودة بالمسامير والدبابيس وما إلى ذلك. لا يتم استخدام هذا الحل البناء للحد من التيارات الدوامية ، بل تمليه سهولة تصنيع العمود. بالإضافة إلى ملفات الإثارة (OB) ، يمكن أن تحتوي الأقطاب الرئيسية لـ MPT على لف تعويضي مصمم للتعويض عن تأثير إزالة المغناطيسية للحقل المغنطيسي الخاص بالمحرك (تفاعل المحرك) ، بالإضافة إلى ملف التثبيت المستخدم للسرعة المنخفضة محركات عالية الطاقة عندما يكون من الضروري زيادة سرعة الدوران مؤقتًا بمعامل 5. لضمان التبديل غير الشرر في الماكينة ، يتم توفير أعمدة إضافية 4 ، يتم توصيل ملفاتها في سلسلة بدائرة الدوار. 6

28 Fig DC نوع آلة P-9 Rotor MPT في كثير من الأحيان يسمى المحرك. إنها تحمل الملف الرئيسي للآلة التي يتدفق من خلالها تيارها الرئيسي. يقع ملف المرساة 5 في أخاديد الدائرة المغناطيسية 6. الاستنتاجات 7

يتم توصيل 29 ملفًا بألواح المجمع 7. يتم وضع الدائرة المغناطيسية والمجمع على عمود مشترك 8. للتشغيل العادي لآلة التيار المستمر ، يجب أن تكون فتحات الدائرة المغناطيسية موجهة بدقة بالنسبة إلى اللوحات 7. يتم ضغط فرش المجمع على السطح الخارجي (النشط) للمجمع. (الفحم ، الجرافيت ، المركب ، إلخ). يمكن أن تحتوي مجموعة واحدة على فرشاة واحدة أو أكثر ، اعتمادًا على التيار المار عبر جهة الاتصال. منطقة التلامس مهمة (من المستحسن التأكد من أن الملاءمة قريبة من 100٪) وقوة ضغط الفرشاة على المجمع. يتم تثبيت الفرش في حوامل الفرشاة التي توجه وتضغط على الفرشاة. يتم وضع حوامل الفرشاة نفسها على دبابيس خاصة للعرض 9 ، مثبتة على الجانب الداخلي للدرع الطرفي 10. يمكن أن يدور الاجتياز حول محور الماكينة ويثبتها في أي موضع محدد ، مما يسمح ، إذا لزم الأمر ، بضبط وضع الفرش على المجمع من حالة الحد الأدنى من الشرر في ملامسة الفرشاة. غالبًا ما تستخدم آلات التيار المستمر كمحركات ، ولديها عزم دوران عالي ، والقدرة على ضبط السرعة على نطاق واسع ، ويمكن عكسها بسهولة ، ولها خصائص تحكم خطية تقريبًا ، وهي اقتصادية. غالبًا ما تضعها مزايا MPT خارج المنافسة في محركات الأقراص التي تتطلب تعديلات واسعة ودقيقة. ميزة مهمة لـ MPT هي أيضًا إمكانية تنظيمها بواسطة دوائر الإثارة منخفضة التيار. ومع ذلك ، يتم استخدام هذه الآلات فقط عندما يكون من المستحيل العثور على بديل مكافئ. ويرجع ذلك إلى وجود وحدة تجميع الفرشاة ، والتي تسبب معظم عيوب MPT: فهي تزيد التكلفة ، وتقلل من عمر الخدمة ، وتخلق تداخلًا لاسلكيًا ، وضوضاء صوتية. يعمل الانحناء أسفل الفرشاة على تسريع تآكل الفرشاة وألواح التجميع. ارتداء منتجات تغطي التجويف الداخلي 8

30 آلة بطبقة رقيقة موصلة ، مما يؤدي إلى تدهور عزل الدوائر الحاملة للتيار. يتميز تشغيل المحرك الكهربائي ومولد التيار المباشر بالقيم الأساسية التالية: M العزم الكهرومغناطيسي الذي طوره المحرك الكهربائي ، N · m ؛ M c لحظة المقاومة (الحمل ، العزم الساكن) التي تم إنشاؤها بواسطة آلية الإنتاج ، N · m ، يتم تقليلها عادةً إلى عمود المحرك (تمت مناقشة صيغ الاختزال في المحاضرة 14) ؛ أنا تيار المحرك للمحرك الكهربائي ، أ ؛ U الجهد المطبق على سلسلة المرساة ، V ؛ القوة الدافعة الكهربائية E (EMF) لآلة التيار المباشر (تسمى للمحرك الكهربائي counter-emf ، حيث يتم توجيهها في المحرك الكهربائي نحو الجهد U وتمنع تدفق التيار) ، V ؛ التدفق المغناطيسي الناتج في المحرك الكهربائي عندما يتدفق تيار الإثارة على طول OF ، Wb ؛ R أنا مقاومة دائرة المحرك ، أوم ؛ ω هو التردد الزاوي (السرعة) لدوران المحرك ED ، s -1 (بدلاً من ، غالبًا ما تستخدم القيمة n ، rpm) ، 60 ω n =. (4.1) π قوة المحرك P ، W ، تميز بين الطاقة الميكانيكية (المفيدة) على عمود ED P الفراء وإجمالي الطاقة (الكهربائية) P الفراء = M ω ، (4.) P el = U I I ؛ (4.3) η معامل كفاءة MHT ، يساوي نسبة الطاقة المفيدة إلى القدرة الكاملة ؛ λ معامل سعة التحميل الزائد ، يميز بين سعة التحميل الزائد بالتيار λ I ولحظة λ М: 9

31 λ I = I max / I n ؛ λ م = م ماكس / م ن. ينعكس الترابط بين معلمات MPT في الصيغ الأربع التالية: dω MM = c dt J ، (4.4) E = K Ф ω ، (4.5) UE Iя = ، RI (4.6) M = KFII ، (4.7) حيث J هي لحظة القصور الذاتي لنظام الدفع الكهربائي ، كجم · م ؛ dω / dt التسارع الزاوي لعمود المحرك ، s -1 ؛ K هو الثابت البناء للمحرك الكهربائي ، pn N K = ، (4.8) π a حيث pn هو عدد أزواج الأقطاب الرئيسية ؛ N هو عدد موصلات المحرك النشطة ؛ أ هو عدد أزواج فروع المحرك المتوازية. الصيغة (4.4) عبارة عن سجل معدل للمعادلة الأساسية لحركة المحرك الكهربائي dω M Mc = J. (4.9) dt لاحظ أن المعادلة الأساسية للحركة هي نظير لقانون نيوتن a = F / m. الاختلاف الوحيد هو أنه بالنسبة للحركة الدورانية ، يتم استبدال التسارع الخطي بالتسارع الزاوي ε = dω / dt ، والكتلة m لحظة القصور الذاتي J ، ويتم استبدال القوة F بالعزم الديناميكي M dyn ، الذي يساوي الفرق بين لحظة المحرك الكهربائي M والعزم الثابت M s. تعكس الصيغة (4.5) مبدأ تشغيل مولد التيار المباشر بناءً على قانون الحث الكهرومغناطيسي. لكي يظهر EMF ، يكفي تدوير المحرك بسرعة معينة ω في التدفق المغناطيسي F. 30

لا يمكن الحصول على 32 EMF E في الماكينة إذا غابت واحدة على الأقل من الكميات: ω (المحرك الكهربائي لا يدور) أو Ф (الجهاز غير متحمس). توضح الصيغة (4.6) أن التيار II في دائرة حديد التسليح يتدفق في المحرك تحت تأثير الجهد U المطبق على المحرك. يقتصر حجم هذا التيار على back-emf المتولد أثناء دوران المحرك الكهربائي و المقاومة الكلية لدائرة المحرك. توضح الصيغة (4.7) في الواقع مبدأ تشغيل DC ED بناءً على قانون التفاعل بين التيار في الموصل والمجال المغناطيسي (قانون Ampere). لحدوث عزم الدوران ، من الضروري إنشاء تدفق مغناطيسي Ф وتمرير تيار I I على طول لف المحرك. تصف الصيغ الواردة جميع العمليات الأساسية في محرك DC. تتميز MPT بطريقة دمج لف الأقطاب الرئيسية (لف المجال) في الدائرة الكهربائية. 1. آلات DC مع الإثارة المستقلة. جوهر المصطلح هو أن الدائرة الكهربائية لملف الإثارة (OB) مستقلة عن دائرة الطاقة في الدوار EM. بالنسبة للمولدات ، هذا هو الخيار العملي الوحيد لتصميم الدوائر ، منذ ذلك الحين من خلال دائرة الإثارة ، يتم التحكم في تشغيل MPT. يمكن إجراء الإثارة في محركات التيار المستمر ذات الإثارة المستقلة (DCM NV) باستخدام مغناطيس دائم. ДПТ НВ مع ОВ التقليدية لها قناتان للتحكم في جهد الدوار وفولطية لف المجال. تعتبر DPT NV أشهر الآلات الكهربائية التي تعمل بالتيار المستمر ، وهي محركات كهربائية ذات إثارة متوازية (DPT PV). تتميز بإدراج OF بالتوازي مع دائرة حديد التسليح ED. من حيث خصائصها ، فهي قريبة من DPT NV. 3. ED مع الإثارة المتسلسلة (DPT Posl.V). يتم توصيل لف الجزء الثابت في سلسلة مع ملف الجزء المتحرك ، والذي يحدد اعتماد التدفق المغناطيسي على التيار.

33 ka المراسي (في الواقع من الحمل). لها خصائص غير خطية ونادرًا ما تستخدم في الممارسة. 4. المحركات ذات الإثارة المختلطة هي نسخة وسط من EM مع الإثارة التسلسلية والمتوازية. وفقًا لذلك ، يحتوي ED على اثنين من OVs ، متوازي ومتسلسل. إذا كانت قيمة مقاومة ملف المحرك غير معروفة ، فيمكن استخدام صيغة تقريبية. بافتراض أن نصف خسائر الطاقة مرتبطة بخسائر في النحاس في ملف المحرك ، نكتب الصيغة I n R i 0.5 (1-η) U n I n ، (4.10) حيث هي كفاءة المحرك الكهربائي من الصيغة نجد R (1 η) U M U n n η =. n ω أنا n n n n أنا ؛ أو أنا. (4.11) Iн Iн R U н I Р 3

34 المحاضرة 5 الخصائص الميكانيكية والكهروميكانيكية للمحرك المستقل المثير للأسئلة التي تمت مناقشتها في المحاضرة. 1. الخصائص الكهروميكانيكية والميكانيكية الطبيعية لمحرك تيار مباشر للإثارة المستقلة (DCM NV) .. صلابة الخاصية الساكنة. 3. نظام الوحدات النسبية. 4. الخصائص الميكانيكية والكهروميكانيكية لـ DPT NV بالوحدات النسبية. قبل الشروع في النظر في خصائص DCP NV ، سنقدم بعض التعريفات. الخصائص الميكانيكية (MX) للمحرك هي اعتماد على سرعة الحالة المستقرة على عزم الدوران n = f 1 (M) أو ω = f (M). الخصائص الكهروميكانيكية (EMH) للمحرك هي اعتماد على سرعة الحالة المستقرة على التيار n = f 3 (I) أو ω = f 4 (I). يمكن تمثيل كل من МХ و بالدوال العكسية M = ϕ 1 (n) أو I = ϕ 4 (ω). تسمى الخصائص طبيعية إذا تم الحصول عليها في ظل ظروف الإمداد الاسمية (عند الجهد والسرعة الاسميين) ، والإثارة الاسمية وغياب المقاومة الإضافية في دائرة المحرك. يقال أن أداء المحرك مصطنع عندما يتغير أي من العوامل المذكورة أعلاه. لعرض الخصائص الكهروميكانيكية والميكانيكية لمحرك DC مع إثارة مستقلة (متوازية) ، ضع في اعتبارك أبسط دائرة لتشغيل المحرك (الشكل 5.1). 33

35 U + - I Е ДП KO R أضف أنا في ОВ R ДВ + U в - رسم تخطيطي للدائرة الكهربائية لمحرك تيار مستمر لإثارة مستقلة جهد التيار المستمر U c = U يتم تطبيقه على المحرك الكهربائي للمحرك ، والذي يكون ثابتًا تتم موازنة الحالة بواسطة محرك EMF (E) وانخفاض الجهد في دائرة حديد التسليح (I I R egg). U = E + I i R yats ، (5.1) حيث R yats = R i + R تضيف + R dp + R إلى المقاومة الكلية لدائرة المحرك ، أوم ؛ R أنا مقاومة لف المحرك ، أوم ؛ R مقاومة إضافية في دائرة حديد التسليح ، أوم ؛ R dp ، R ko ، على التوالي ، مقاومة لفات الأعمدة الإضافية ولف التعويض ، أوم. فئة العزل الجدول 5.1 درجة حرارة التشغيل ، С А 105 Е 10 130 F 155 180 С> وتجدر الإشارة إلى أنه من أجل مواصلة الحسابات ، من الضروري إحضار مقاومة اللفات EM إلى درجة حرارة التشغيل ، وهو تحددها فئة العزل (الجدول 5.1) وتأخذ في الاعتبار الخسائر في عقدة مجمع الفرشاة. جلب مقاومة اللفات في دائرة المحرك

36 لدرجة حرارة التشغيل t ، C ، وفقًا للصيغة التالية: R = R (1 + α θ) ، (5.) ؛ α هو معامل درجة الحرارة ، (C) -1 ، بالنسبة للنحاس 3 يؤخذ عادةً α = 4 10 (C) -1 ؛ θ هو الفرق بين درجة حرارة التشغيل و t 0 ، C. يمكن أخذ المقاومة الإضافية في وحدة مجمّع الفرشاة في الاعتبار حيث أن نسبة انخفاض الجهد عبر جهة اتصال جامع الفرشاة U u = V إلى تيار المحرك المقنن . استبدال المعادلة (5.1) بقيمة E وفقًا لـ (4.5) وإجراء التحولات المناسبة فيما يتعلق بتردد الدوران ω ، نحصل على الخاصية الكهروميكانيكية لمحرك كهربائي تيار مباشر للإثارة المستقلة (المتوازية) U Iя R yats UR ياتس ω = = Iя. (5.3) KFn KFn KFn بالتعبير عن حجم تيار المحرك من خلال العزم الكهرومغناطيسي (4.7) واستبدال قيمة التيار في المعادلة (5.3) ، نجد الخاصية الميكانيكية لمحرك DC بإثارة مستقلة (متوازية): UR yc ω = M. (5.4) KF () n KFn تحليل المعادلتين (5.3) و (5.4) ، نرى أن هاتين المعادلتين رياضيًا هما معادلات خط مستقيم يتقاطع مع محور السرعة عند النقطة ω 0. القيمة ω 0 = تسمى U / (KF) سرعة الخمول المثالية ، والعلاقات R yats R egg Iя = M = ω c (5.5) KF KF () 35

37 يسمى فرق السرعة الثابت بالنسبة لـ ω 0 ، الناتج عن وجود لحظة ثابتة على عمود المحرك. الصيغة التالية صالحة: ω = ω 0 - ω с. (5.6) لبناء الخاصية الميكانيكية الطبيعية (EMX) ، من الضروري إيجاد نقطتين. يتم تحديد واحد منهم من بيانات جواز السفر للمحرك للقيم الاسمية لـ nn و M n: ω n = π nn / 30 = 0.105 nn ، M n = P n / ω n ، حيث P n هي القيمة المقدرة قوة المحرك ، W ؛ n n السرعة المقدرة للمحرك الكهربائي ، دورة في الدقيقة. النقطة الثانية تتوافق مع سرعة الخمول المثالية عندما تكون = 0 ؛ M = 0. يمكن العثور عليها من المعادلة (5.3) عند استبدال بيانات جواز السفر للمحرك: Un ω ω n 0 =. (5.7) Un In R i يتم إنشاء خاصية كهروميكانيكية طبيعية (EEMX) بطريقة مماثلة باستخدام قيمة جواز السفر للتيار المقنن I n. يمكن رسم EMX بمعرفة ω 0 وميل الخاصية ، وهو خط مستقيم. يتم تحديد قيمة المنحدر بواسطة مشتق dm / dω = β c ، والذي يسمى الصلابة الساكنة للخاصية الميكانيكية (KF) dm β c = =. (5.8) dω R egg في الممارسة العملية ، يتم استخدام معامل الصلابة الساكنة β = β s. تعتمد قيمة β على مقاومة دائرة المحرك والتدفق المغناطيسي للإثارة. في ضوء ما سبق ، يمكن كتابة معادلة الخصائص الميكانيكية كـ ω = ω 0 M / β. (5.9) 36

38 تسمح المقارنة بين المحركات الكهربائية ذات القدرة المختلفة والتيار وعزم الدوران وعدد أزواج الأقطاب بعرض خصائص EM في الوحدات النسبية. غالبًا ما يستخدم نظام الوحدات النسبية في الحسابات الفنية ويستند إلى قبول بعض القيم التعسفية باعتبارها القيمة الأساسية. يمكن مقارنة القيم المطلقة لمعلمات ذات طبيعة مادية واحدة k i ، المشار إليها بقواعد القيمة الأساسية k ، مع بعضها البعض. بالوحدات النسبية o k k i i =. (5.10) kbase لتحليل خصائص محرك التيار المستمر للإثارة المستقلة للقيم الأساسية التي سنتخذها: الجهد المقنن U n ؛ أنا n تصنيف المحرك الحالي ؛ M n عزم دوران المحرك المقنن ؛ ω 0 سرعة خمول مثالية ؛ Ф n التدفق المغناطيسي الاسمي. عادةً ما يتم تعريف قيمة المقاومة الأساسية على أنها R base = U n / I n ، (5.11) حيث يكون للقاعدة R المعنى المادي التالي: مقاومة دائرة المحرك ، والتي تحدد تيار المحرك إلى القيمة الاسمية في حالة التوقف ( ω = 0) والجهد الاسمي المطبق. للتعبير عن الخاصية الكهروميكانيكية (5.3) بالوحدات النسبية ، من الضروري تقسيم الجانبين الأيمن والأيسر من المعادلة على سرعة الخمول المثالية ω 0 EEMH. نتيجة لذلك ، نحصل على التعبير o o o U o R yats ω = I ، (5.1) o o Ф Ф 37

39 ω حيث ω o o U o Ф o I o R yats = ؛ يو = ؛ Ф = ؛ أنا = ؛ R بيضة =. ω 0 U n F n I n R يمكن الحصول على معادلة الخصائص الميكانيكية في الوحدات النسبية من المعادلة (5.1) بعد استبدال التعبير I = ، حيث M =. o o M o M o M Ф n الخصائص الطبيعية لـ DPT NV في الوحدات النسبية ستأخذ الشكل: أ) ميكانيكي ب) ميكانيكي o o o R بيضة ω = 1 I ، (5.13) o o o ω = 1 M R بيضة. (5.14) o s I R o yats Mo yats فرق ثابت في السرعة ω = = R ، o حيث يتبع ذلك I = M. وهكذا ، في الوحدات النسبية ، تتطابق الخصائص الميكانيكية والكهروميكانيكية الطبيعية. مع M = M n و I = I n من المعادلتين (5.13) و (5.14) ، يمكن ملاحظة أن الانخفاض الثابت عند الحمل المقنن يساوي مقاومة دائرة المحرك في الوحدات النسبية ، أي ، o = R o ωsn yats. تعتمد قيمة البيض على قوة المحرك وتتراوح بين 0 و 0.0 لوحدة إمداد طاقة التيار المستمر بطاقة من 0.5 إلى 1000 كيلو واط. بمعرفة المقاومة النسبية للحديد ، من السهل تحديد تيار الدائرة القصيرة بالوحدات النسبية I إلى = o Ik I o o Ik U R yats n. R o = ، في الوحدات المطلقة هذا التيار هو 38

40 المحاضرة 6 تنظيم السرعة في محرك يعمل بالتيار المستمر أسئلة نوقشت في المحاضرة. 1. الخصائص الكهروميكانيكية الاصطناعية (IEMH) والميكانيكية (IMH) لـ NV DC عندما تتغير مقاومة الدوار .. الخصائص الكهروميكانيكية والميكانيكية الاصطناعية لـ NV DC عندما يتغير التدفق المغناطيسي. 3. الخصائص الكهروميكانيكية والميكانيكية الاصطناعية لـ DPT NV عندما يتغير جهد الإمداد. يتم تنظيم مقاومة الريوستات لسرعة الدوران عن طريق إدخال مقاومات نشطة إضافية للمقاومات في دائرة المحرك ، أي R yats = (R i + R dya) = var مع U = U n ، Ф = Ф n ،. كما يتضح من معادلة الخاصية الميكانيكية (5.4) ، عند تغيير قيمة المقاومة الإضافية R q في دائرة المحرك ، تظل سرعة الخمول المثالية ω 0 ثابتة ، فقط معامل الصلابة الثابتة β يتغير ، ومع إنها صلابة (ميل) الخاصية (الشكل 6.1) ... على سبيل المثال ، مع إدخال مقاوم إضافي بمقاومة R q = R i ، معامل الصلابة الساكنة للخاصية الميكانيكية الاصطناعية (IMC) β وهو نصف ذلك بالنسبة للخاصية الطبيعية β e ، أي β و = 0.5 e وفقًا لذلك ، فإن انخفاض السرعة الثابتة ω = ω + ω = سيتضاعف. لا R qy في الوحدات النسبية ، يمكن كتابة الخاصية الميكانيكية المتغيرة o o o o o o ω = 1 M R yats = 1 M R yats + R dya (6.1) وليس 39

شرح لبرنامج العمل الخاص بالاتجاه الانضباط للتدريب: 23/05/05 تركيز أنظمة دعم حركة المرور في القطار: أنظمة الاتصالات وشبكات النقل بالسكك الحديدية. الانضباط:

الفصل 2. الخصائص الكهروميكانيكية والتنظيمية للقوافع الكهربائية للتيار المستمر 2.1. الخصائص الميكانيكية للمحركات الكهربائية وآليات العمل الخصائص الميكانيكية للمحرك الكهربائي

مقدمة المحتويات ... 3 مقدمة ... ....................................... 5 الفصل الأول الجزء الميكانيكي للمحرك الكهربائي ... 7 1.1. نبذة

050202. محرك DC مع الإثارة المتوازية الغرض من العمل: للتعرف على الجهاز ، مبدأ تشغيل محرك DC مع الإثارة المتوازية. أزل خصائصه الرئيسية.

قضايا التحكم في معرفة المدخلات للطلاب على الانضباط "العمليات العابرة في أنظمة الطاقة الكهربائية" 1 2 I 1 2 V 1 1. = 80v ، U = v 2. = 0v ، U = 7 v 3. = 30v ، U = v 8 2 حدد قيمة EMF

وزارة التعليم والعلوم في الاتحاد الروسي المؤسسة التعليمية لميزانية الدولة الفيدرالية للتعليم المهني العالي جامعة نيجني نوفغورود التقنية الحكومية التي سميت باسم إعادة.

آلات DC (MPT) الغرض ، مجالات التطبيق والجهاز مولدات MPT DC (GPT) محركات DC (DPT) 1 MPT قابلة للعكس ، أي أنها يمكن أن تعمل على النحو التالي: أ)

1 أحكام عامة لإجراء اختبارات القبول للقبول في مدرسة الماجستير للتوجيه 13.04.02 "الكهرباء والهندسة الكهربائية" 1.1 هذا البرنامج ، الذي تم وضعه وفقًا للقانون الفيدرالي

الأسئلة النظرية 1 التطبيق والجهاز وأنواع المحولات 2 مبدأ تشغيل المحول وأنماط التشغيل 3 الدائرة المكافئة للمحول وخصائصه الخارجية 4 تجارب الخمول

المؤسسة التعليمية المهنية المستقلة التابعة للولاية في منطقة سامارا "مدرسة نوفوكويبيشيفسك الفنية للبتروكيماويات" برنامج العمل تخصص تخصص الآلات الكهربائية PPSSP

DC motors 2015 جامعة تومسك للفنون التطبيقية ، قسم ES&E محاضر: مرشح للعلوم التقنية ، أستاذ مشارك Olga Vladimirovna Vasilyeva 1 محرك DC عبارة عن آلة كهربائية تقوم بتحويل كهربائي

الخيار 1. 1. الغرض من المحولات وتصنيفها وجهازها. 2. أخطاء القياس المطلقة والنسبية. فئة الدقة لجهاز القياس. 3. مع زيادة وتيرة دوران المولد

UDC 621.3.031 .: 621.6.052 (575.2) (04) النموذج الرياضي وخصائص النظام ASYNCHRONOUS VENTILATOR MOTOR CENTRIFUGAL PUMP K.K. طور Kelebaev نموذجًا رياضيًا وطريقة حساب

الموضوع 8.1. سيارات كهربائية. مولدات التيار المباشر أسئلة الموضوع 1. الآلات الكهربائية للتيار المباشر والتيار المتردد. 1. الجهاز ومبدأ تشغيل مولد التيار المستمر. 2. EMF والتناوب

الآلات غير المتزامنة 2015 جامعة تومسك للفنون التطبيقية ، قسم ES&E محاضر: مرشح للعلوم التقنية ، أستاذ مشارك أولغا فلاديميروفنا فاسيليفا. الآلة غير المتزامنة هي آلة تدور فيها

المحتويات مقدمة للطبعة الثانية ............................... 10 مقدمة للطبعة الأولى ....... .. ....................... 12 الفصل الأول. مقدمة .................... .. ......................

المؤسسة التعليمية لميزانية الدولة الفيدرالية للتعليم العالي "جامعة قازان الوطنية للبحوث الفنية. أ. TUPOLEVA-KAI "معهد زيلينودولسك للهندسة الميكانيكية

العمل في المختبر 2 الموازاة الإثارة DC MOTOR الغرض من العمل: 1. دراسة مبدأ تشغيل وتصميم محركات التيار المستمر. 2. تعرف على الدائرة لتشغيل المحرك

الموضوع 0. أساسيات المحرك الكهربائي أسئلة الموضوع. محرك كهربائي: التعريف والتكوين والتصنيف .. المعلمات المقننة للآلات الكهربائية. 3. طرق تشغيل المحركات الكهربائية. 4. اختيار نوع وقوة المحرك الكهربائي ..

قائمة موضوعات برنامج موضوع "الهندسة الكهربائية" 1. دوائر كهربائية للتيار المباشر. 2. الكهرومغناطيسية. 3. الدوائر الكهربائية للتيار المتردد. 4. المحولات. 5. الأجهزة والأجهزة الإلكترونية.

محرك غير متزامن ثلاثي المراحل مزود بدوار قصير الدائرة الغرض من العمل: 1 التعرف على تصميم المحركات غير المتزامنة ثلاثية الطور لدراسة مبدأ تشغيل المحركات غير المتزامنة 3 ابدأ

UDC 6213031 (5752) (04) تطوير وبحث جزء الطاقة من نظام التحكم الآلي الموفر للطاقة في TURBOMECHANISMS من TPP IV Bochkarev نتائج العمل على إنشاء غير متزامن

وزارة التربية والعلوم والشباب في جمهورية الجريمة

الموضوع 9. الآلات الكهربائية للتيار المتردد .. أسئلة الموضوع .. تصنيف آلات التيار المتردد .. الجهاز ومبدأ تشغيل المحرك غير المتزامن. 3. خلق مجال مغناطيسي دوار. 4. السرعة

http://library.bntu.by/kacman-m-m-elektricheskie-mashiny تمهيد ... 3 مقدمة ... 4 ج 1. الغرض من الآلات والمحولات الكهربائية ... 4 ب 2. مكائن ​​كهربائية محولات كهروميكانيكية

موضوع 7 دوائر التيار المتناوب ثلاثية الأطوار الخطة 1. المفاهيم العامة 2. الحصول على تيار ثلاثي الطور 3. التوصيلات النجمية والمثلثة المفاهيم الأساسية: سلك خطي السلك الخطي للتيار ثلاثي الأطوار

ما هو المحرك الكهربائي؟ المحرك الكهربائي (المحرك الكهربائي) هو جهاز لتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية وآلات وآليات القيادة. محرك كهربائي

تصديق وزارة التعليم في جمهورية طاجيكستان عميد الكلية M.

عمل 2 دراسة محرك DC مع إثارة موازية جدول المحتويات 1. الغرض من العمل. 2 2. برنامج العمل. 2 3. أسس نظرية المحرك. 4. البحث التجريبي 3 4.1. يبدأ

1 محاضرات معلومات عامة عن الآلات الكهربائية للأستاذ في بوليفسكي المحاضرة 1 الآلة الكهربائية هي جهاز كهروميكانيكي يقوم بتحويل الآلات الميكانيكية والكهربائية

وزارة التعليم و NUKI التابعة لميزانية الدولة الفيدرالية الروسية المؤسسة التعليمية للتعليم المهني العالي UFA STATE VITIONAL TECHNICAL UNIVERSITY

وزارة التعليم والعلوم في الاتحاد الروسي مؤسسة الدولة الفيدرالية المستقلة التعليمية للتعليم المهني العالي "الجامعة الوطنية للأبحاث النووية

مقدمة في الآلات المتزامنة ، السرعة الزاوية لدوران الجزء المتحرك ، Ω = 2πn ، تساوي السرعة الزاوية المتزامنة للمجال ، Ω s = 2πn 1 (المدى 37 ، ص 15). حقول الجزء الثابت والدوار في آلات متزامنة (كما هو الحال في جميع

3 تمهيد ... 5 مقدمة ... 7 I. العزم الكهرومغناطيسي والقوة الكهرومغناطيسية للآلات الكهربائية ذات الحركة الدورانية والترجمة. 1. التعبير العام عن اللحظة والقوة. 14 2.

معلومات عامة عن المحركات الكهربائية محرك كهربائي. أنواع المحركات الكهربائية وخصائص تصميمها. الجهاز ومبدأ تشغيل المحرك الكهربائي المحرك الكهربائي يحول الكهرباء

تعليمات منهجية 2 أنظمة وتقنيات "الموضوع 1. دوائر التيار المستمر الخطية. 1. مفاهيم أساسية: الدائرة الكهربائية ، عناصر الدائرة الكهربائية ، قسم الدائرة الكهربائية. 2. التصنيف

أربعة قوانين للميكانيكا الكهروميكانيكية المحتويات: 1. معلومات عامة 1.1. يرتبط تحويل الطاقة بالمجالات المغناطيسية الدوارة 1.2. لضمان التحويل المستمر للطاقة ، من الضروري ذلك

1 الآلات الكهربائية المتزامنة المعلومات العامة والعناصر الهيكلية محاضرات البروفيسور V.I. Polevsky الآلات المتزامنة هي آلات كهربائية تعمل بالتيار المتردد لها مجال مغناطيسي

مقدمة القسم الأول الهندسة الكهربائية العامة الفصل 1. الدوائر الكهربائية للتيار المباشر 1.1. المفاهيم الأساسية للمجال الكهرومغناطيسي 1.2. عناصر الدائرة السلبية وخصائصها 1.3. العناصر النشطة

خطة موضوعية تقريبية ومحتوى التخصص الأكاديمي "الهندسة الكهربائية والإلكترونيات"

Katsman M. M. حساب وتصميم الآلات الكهربائية: كتاب مدرسي لمراجعي المدارس الفنية: N.G. Karelskaya، A. E.

الآلات غير المتزامنة الآلة غير المتزامنة هي آلة يتم فيها إثارة مجال مغناطيسي دوار أثناء التشغيل ، حيث يدور الدوار بشكل غير متزامن ، أي بسرعة تختلف عن سرعة الميدان. 1 اقترحه الروس

المحتويات مقدمة ... 3 الفصل 1. الدوائر الكهربائية الخطية للتيار المستمر ... 4 1.1. الأجهزة الكهربائية التي تعمل بالتيار المستمر ... 4 1.2. عناصر الدائرة الكهربائية للتيار المستمر ... 5 1.3.

9. آلات DC آلات DC هي آلات قابلة للعكس ، أي يمكنهم العمل في كل من وضع المولد والمحرك. محركات التيار المستمر لها مزايا

موضوع 13 المولدات والمحركات المتزامنة الخطة 1. تصميم المولد المتزامن 2. مبدأ تشغيل المولد المتزامن 3. تصميم المحرك المتزامن 4. مبدأ تشغيل المحرك المتزامن

محتوى قائمة الانضباط ومحتوى أقسام (وحدات) الانضباط n / a وحدة الانضباط محاضرات ، ح / مراسلات 1 مقدمة 0.25 2 دوائر كهربائية خطية تيار مستمر 0.5 3 خطي كهربائي

UDC 681.518.22 + 681.518.5: 621.313.333 V. Yu. OSTROVLYANCHIK ، دكتور في العلوم التقنية ، أستاذ ، رئيس. قسم AEP and PE (SibGIU) I. Yu. POPOLZIN ، طالب دراسات عليا ، الفن. مدرس القسم. AEP و PE (SibGIU) Novokuznetsk المقارنة

تمهيد 3 مقدمة 5 الفصل الأول. الدوائر الكهربائية 10 1.1. تلقي ومجالات التطبيق للتيار المباشر 10 1.2. عناصر التركيبات الكهربائية والدوائر الكهربائية والرسوم البيانية

م. تكن. وافق SCIENCES S. V. STRAKHOV من قبل المجلس الأكاديمي للتعليم المهني للمديرية الرئيسية

86 BULLETIN GSTU IM. PO SUKHOI 16 UDC 61.313.1 STAND لاختبار محرك غير متزامن في الوضع الحركي التلقائي I. V. SHASHKOV، Y.

المحتويات تمهيد ........................................ 5 1. حساب قوة المحركات الكهربائية لآلات قطع المعادن 1.1. معلومات عامة ................................... 7 1.2. آلات التخطيط ...............................

FAZHT FGOU SPO Alatyr Technical School of Rail Transport Electrical Machines - مهمة اختبار مع تعليمات منهجية موجزة لطلاب قسم المراسلات في التخصص 190304.02 "Technical

الوكالة الفيدرالية للتعليم معهد البوليتكنيك التابع لجامعة سيبيريا الفيدرالية محرك كهربائي مواد التحكم والقياس كراسنويارسك SFU 2008 UDC 62-83 (07) P12 المراجع:

قسم التعليم والعلوم في منطقة تامبوف TOGAPOU "الكلية الزراعية والصناعية" PM 3 "صيانة وتشخيص الأعطال وإصلاح المعدات الكهربائية والآلية

شركة مساهمة غير ربحية جامعة ألماتي للطاقة والاتصالات قسم المحرك الكهربائي وأتمتة المنشآت الصناعية توفير الطاقة بواسطة محرك كهربائي آلي

الموضوع 1. آلات DC الكهربائية المهمة 1. وفقًا لمتغير المهمة (الجدول 1 ، الأعمدة 2 ، 3 ، 4) ارسم مخططًا لمقطع عرضي لآلة DC ذات قطبين واعرض

شهادة مؤقتة (في شكل امتحان). يتم إجراء الاختبار في شكل إجابات على التذاكر. تحتوي كل تذكرة على 3 أسئلة ، سؤال من كل مهمة. هناك 28 تذكرة في المجموع ، يتم اختيار 28 تذكرة من قبل الطالب المحظوظ

UDC 621.313.323 بشأن قوانين تنظيم التردد للمحركات المتزامنة في محطات ضخ النفط Shabanov V.A.، Kabargina O.V. البريد الإلكتروني لجامعة أوفا الحكومية للبترول التقنية: [بريد إلكتروني محمي]

وزارة فرع روسيا الاتحادية للميزانية التعليمية المؤسسة التعليمية للتعليم المهني العالي "جامعة تومسك الحكومية للهندسة المعمارية والهندسة المدنية" (TSASU) الخصائص التشغيلية

وزارة التربية وعلوم أوكرانيا

أكاديمية خاركوف الوطنية للاقتصاد الحضري

ملاحظات المحاضرة

عن طريق الانضباط

"محرك كهربائي آلي"

(لطلاب 4 سنوات من أشكال الدراسة بدوام كامل وبدوام جزئي في التخصص 6.090603 - "أنظمة إمداد الطاقة الكهربائية")

خاركيف - الخناقة - 2007

ملاحظات محاضرة حول تخصص "محرك كهربائي آلي" (لطلاب السنة الرابعة من جميع أشكال التدريب ، تخصص 6.090603 - "أنظمة إمداد الطاقة الكهربائية"). المصادقة. Garyazha V.N. ، Fateev V.N. - خاركيف: KhNAGKh ، 2007. - 104 ص.

المحتوى

الخصائص العامة لملاحظات المحاضرة
وحدة موضوعية 1. محرك كهربائي آلي - أساس تطوير القوى المنتجة لأوكرانيا. . . . . . . . . . . .
محاضرة 1.
1.1.	تطوير المحرك الكهربائي كفرع من العلوم والتكنولوجيا. ... ... ... ... ...	6
1.2.	مبادئ أنظمة التحكم في البناء محرك كهربائي آلي. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
محاضرة 2.
1.3.	تصنيف أنظمة التحكم AEP. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...	13
الوحدة الموضوعية 2. ميكانيكا المحرك الكهربائي . . . . . . . . . .		18
محاضرة 3.
2.1.	جلب لحظات وقوى المقاومة ، لحظات من الجمود. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
محاضرة 4.
2.2.	معادلة حركة المحرك الكهربائي. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...	21
المحاضرة 5.
2.3.	الخصائص الميكانيكية لمحرك DC للإثارة المستقلة. وضع المحرك. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
المحاضرة 6.
2.4.	الخصائص الميكانيكية لمحرك DC للإثارة المستقلة. وضع الكبح الكهربائي. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
المحاضرة 7.
2.5.	الخصائص الميكانيكية لمحرك DC متسلسل. وضع المحرك. ... ... ... ... ...
المحاضرة 8.
2.6.	الخصائص الميكانيكية لمحرك DC متسلسل. وضع الكبح الكهربائي. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
المحاضرة 9.
2.7.	الخصائص الميكانيكية للمحركات الحثية. وضع المحرك. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
المحاضرة 10.
2.8.	الخصائص الميكانيكية للمحركات الحثية. وضع الكبح الكهربائي. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
المحاضرة 11.
2.9.	الخصائص الميكانيكية والكهربائية للمحركات المتزامنة. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
الوحدة الموضوعية 3. الوحدات النموذجية لدوائر التحكم الآلي في المحركات. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
المحاضرة 12.
3.1.	مبادئ التحكم الآلي في بدء التشغيل والفرملة. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
المحاضرة 13.
3.2.	الوحدات النموذجية لدوائر التحكم الأوتوماتيكية لبدء تشغيل DPT.	77
المحاضرة 14.
3.3.	وحدات نموذجية لدوائر التحكم الأوتوماتيكية لفرملة DCT. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
المحاضرة 15.
3.4.	وحدات نموذجية لدوائر التحكم الآلي لبدء تشغيل محركات التيار المتردد. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
المحاضرة 16.
3.5.	وحدات نموذجية لدوائر التحكم في الكبح الأوتوماتيكي لمحركات التيار المتردد. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
المحاضرة 17.
3.6.	وحدات الحماية الكهربائية للمحركات ودوائر التحكم. ... ...	98

وصف عام للمحاضرات

المحرك الكهربائي الآلي هو المستهلك الرئيسي للكهرباء. في البلدان الصناعية ، يتم تحويل أكثر من 65٪ من الكهرباء المولدة إلى طاقة ميكانيكية بواسطة محرك كهربائي. لذلك ، فإن تطوير المحرك الكهربائي وتحسينه ، وهو أساس نسبة الطاقة إلى العمالة ، يساهم في زيادة الإنتاجية وزيادة كفاءة الإنتاج. تتيح معرفة خصائص وقدرات محرك كهربائي للمهندس الكهربائي ضمان الاستخدام الرشيد لمحرك كهربائي ، مع مراعاة متطلبات كل من الآلات التكنولوجية وأنظمة إمداد الطاقة. يدرس موضوع "المحرك الكهربائي الآلي" في الفصل السابع من السنة الرابعة من الدراسة. خصص منهج تخصص "أنظمة استهلاك الطاقة الكهربائية" أربعة أرصدة. إنها مليئة بست وحدات إعلامية ، والتي يتم دراستها أثناء المحاضرات والفصول العملية ، عند أداء العمل المخبري ومهام الحساب والرسوم البيانية.

حددت ملاحظات المحاضرة هذه مادة لدراسة أول ثلاث وحدات موضوعية لموضوع "محرك كهربائي آلي". في الوحدة الأساسية الأولى ، يعتبر المحرك الكهربائي الآلي أساسًا لتطوير القوى الإنتاجية في أوكرانيا. في الثانية ، تمت دراسة الخصائص الميكانيكية للمحركات ، مع توضيح قدرات المحرك أثناء التشغيل ، سواء في وضع المحرك أو في وضع الكبح الكهربائي. في الوحدة الثالثة ، تمت دراسة الوحدات النموذجية لدارات التحكم الآلي في المحركات. بناءً على خصائص المحركات التي تمت دراستها في الوحدة الثانية ، توفر الوحدات النموذجية بدء التشغيل التلقائي والفرملة والعكس للمحركات في وظائف الوقت والسرعة والتيار مع التحكم المباشر أو غير المباشر في القيم المسماة. من الناحية الهيكلية ، يتم دمج الوحدات النموذجية في شكل محطات تحكم. تتجاوز حصة محطات التحكم في إجمالي عدد المحركات الكهربائية المستخدمة في أوكرانيا 80٪.

محاضرة 1.

1.1 تطوير المحرك الكهربائي كفرع من العلوم والتكنولوجيا

منذ العصور القديمة ، سعى الإنسان إلى استبدال العمل البدني الشاق ، الذي كان مصدرًا للطاقة الميكانيكية ، بعمل الآليات والآلات. للقيام بذلك ، في النقل والعمل الزراعي ، في المطاحن وأنظمة الري ، استخدم القوة العضلية للحيوانات ، وطاقة الرياح والمياه ، وبعد ذلك - الطاقة الكيميائية للوقود. هكذا ظهر محرك الأقراص - جهاز يتكون من ثلاثة أجزاء مختلفة بشكل أساسي: محرك (D) وجهاز نقل ميكانيكي (MPU) وآلة تكنولوجية (TM).

الغرض من المحرك: تحويل أنواع مختلفة من الطاقة إلى طاقة ميكانيكية. تم تصميم MPU لنقل ME من المحرك إلى TM. لا يؤثر على مقدار ME المرسل (دون مراعاة الخسائر) ، ولكن يمكنه تغيير معلماته ، ولمطابقة أنواع الحركة ، يتم إجراؤه في شكل حزام أو سلسلة أو ترس أو ناقل حركة ميكانيكي آخر.

في آلة تكنولوجية ، يتم استخدام ME لتغيير خصائص أو حالة أو شكل أو موضع مادة أو منتج معالج.

في محركات الأقراص الحديثة ، تُستخدم محركات كهربائية مختلفة (EM) كمصدر لـ ME. يقومون بتحويل الطاقة الكهربائية (EE) إلى طاقة ميكانيكية وبالتالي يسمى المحرك بالمحرك الكهربائي (EE). يظهر مخططها الوظيفي في الشكل. 1.1 بالإضافة إلى العناصر المسماة ، فإنه يشتمل على محول متحكم به (P) ، والذي يتم من خلاله توفير EE من الشبكة إلى EE.

عن طريق تغيير إشارة التحكم للمحول يو في، يمكنك تغيير مقدار كفاءة الطاقة القادمة من الشبكة إلى كفاءة الطاقة. نتيجة لذلك ، سيتغير مقدار ME الذي يولده المحرك ويتلقى بواسطة TM. وهذا بدوره سيؤدي إلى تغيير في العملية التكنولوجية ، وتتميز كفاءتها بقيمة قابلة للتعديل ص (ر).

تعود الأولوية في إنشاء محرك كهربائي إلى العلماء الروس

ب. جاكوبي وإ. Lenz ، الذي اخترع في عام 1834 محرك التيار المباشر ، وفي عام 1838 استخدمه لدفع قارب. ومع ذلك ، فإن عيوب المحرك وعدم كفاءة مصدر الطاقة الكهربائية (البطارية الجلفانية) لم تسمح لهذا المحرك الكهربائي بإيجاد تطبيقات عملية.

في منتصف القرن التاسع عشر ، حاول علماء من فرنسا وإيطاليا استخدام محرك كهربائي بمحرك تيار مباشر لآلات الطباعة والنسيج. ومع ذلك ، لم يقدم نظام DC حلاً مرضيًا. بحلول عام 1890 ، كانت المحركات الكهربائية 5٪ فقط من إجمالي الطاقة لمحركات الدفع.

يرتبط الاستخدام الواسع النطاق للمحرك الكهربائي باختراع 1889-1891 بواسطة المهندس الروسي Dolivo-Dobrovolsky لنظام التيار المتردد ثلاثي الأطوار والمحرك غير المتزامن ثلاثي الأطوار. أدت بساطة النظام ثلاثي المراحل ، وإمكانية الإنتاج المركزي للكهرباء ، وسهولة توزيعه إلى حقيقة أنه بحلول عام 1927 ، كانت 75 ٪ من إجمالي الطاقة لمحركات الدفع عبارة عن محركات كهربائية.

في الوقت الحالي ، في الصناعات الرائدة ، تقترب نسبة الطاقة المركبة للمحركات الكهربائية إلى إجمالي الطاقة المثبتة لمحركات الأقراص بجميع أنواع المحركات (الحرارية ، الهيدروليكية ، الهوائية) من 100٪. يتم تحديد ذلك من خلال حقيقة أن EDs يتم تصنيعها بسعات مختلفة (من مئات الواط إلى عشرات الآلاف من الكيلوات) وسرعات الدوران (من أجزاء من دوران العمود في الدقيقة إلى عدة مئات الآلاف من الثورات في الدقيقة) ؛ يعمل EP في بيئة السوائل والغازات العدوانية في درجات حرارة منخفضة وعالية ؛ نظرًا لإمكانية التحكم في محول الطاقة ، فإن المحرك الكهربائي ينظم بسهولة مسار العملية التكنولوجية ، ويوفر معلمات مختلفة لحركة الهيئات العاملة في TM ؛ لها كفاءة عالية وموثوقة في التشغيل ولا تلوث البيئة.

في الوقت الحاضر ، يتجاوز إجمالي القدرة المركبة للمولدات الكهربائية في أوكرانيا 50 مليون كيلوواط. لتوزيع هذه الطاقة على جميع مستويات الجهد ، تم أيضًا إنشاء شبكات كهربائية.

ومع ذلك ، بسبب الركود ، في الإنتاج الصناعي بشكل أساسي ، يتم توفير استهلاك حقيقي للكهرباء في أوكرانيا على حساب نصف السعة المحددة. يعد هذا الاحتياطي الكبير من الطاقة أساسًا موثوقًا به لتطوير قوى الإنتاج في أوكرانيا ، المرتبط بإدخال تقنيات جديدة موفرة للطاقة ، وإصدار منتجات حديثة عالية التقنية ، ومواصلة تطوير أتمتة وميكنة الإنتاج. يتم ضمان حل جميع المشكلات المذكورة ، دون استثناء ، من خلال استخدام أنظمة مختلفة من المحرك الكهربائي ، وزيادة استهلاك الطاقة الكهربائية بواسطة المحرك الكهربائي ، والذي يقترب بالفعل من 70 ٪ في هيكل الاستهلاك الحالي.

1.2 مبادئ أنظمة التحكم في البناء لمحرك كهربائي آلي

السمة المميزة لمحرك كهربائي حديث هي أنه يحتوي على إشارة تحكم بالمحول يو فيمكونة من جهاز تحكم آلي خاص (AUU) دون مشاركة بشرية مباشرة. يسمى هذا التحكم أوتوماتيكيًا ، ويسمى المحرك الكهربائي آليًا (AED).

يمكن اعتبار نظام التحكم AEP ، مثل أي نظام تحكم أوتوماتيكي آخر ، بمثابة نظام يدرك المعلومات ويعالجها.

تنشئ القناة الأولى معلومات حول القيمة المطلوبة للمتغير المتحكم فيه ف (ر)(وضع التأثير).

في القناة الثانية ، باستخدام أجهزة الاستشعار ، يمكن الحصول على معلومات عن القيمة الفعلية للمتغير المتحكم فيه ص (ر)أو القيم الأخرى التي تميز EP.

يمكن للقناة الثالثة توفير معلومات حول التأثيرات المزعجة لنظام التحكم. F أنا (ر)كإشارة x أنا (ر).

اعتمادًا على عدد قنوات المعلومات المستخدمة ، يتم تمييز ثلاثة مبادئ لأنظمة التحكم في المبنى لمحرك كهربائي مؤتمت:

1) مبدأ التحكم في الحلقة المفتوحة ؛

2) مبدأ التحكم في الحلقة المغلقة ؛

3) مبدأ السيطرة المشتركة.

ضع في اعتبارك المخططات الوظيفية لأنظمة التحكم في AEP.

يسمى نظام التحكم AEP ، المبني على مبدأ التحكم المفتوح ، بالنظام المفتوح. يستخدم قناة واحدة فقط للمعلومات - حول القيمة المطلوبة للمتغير المتحكم فيه. ف (ر)... يظهر الرسم التخطيطي الوظيفي لنظام التحكم هذا في الشكل 1.2.

في وحدة التجميع عند مدخلات AUU ، كما في الحالة السابقة ، معلومات حول ف (ر)... سهم يشير ف (ر)، موجه إلى القطاع غير المظلل من عقدة الجمع. هذا يعني أن الإشارة المرجعية تصل إلى وحدة الجمع بعلامة "+".

يولد جهاز التحكم الآلي إشارة تحكم للمحول يو ذ، باستخدام المعلومات فقط حول حجم التأثير المرجعي ف (ر)، والتي يتم تغذيتها إلى مدخلات AUU من هيئة القيادة (KO). نتيجة لحقيقة أن كل عنصر من عناصر المخطط الوظيفي يتأثر بتأثيرات مزعجة F أنا (ر)، كمية الطاقة الميكانيكية التي يتم توفيرها للآلة التكنولوجية ، ومن ثم السكتة الدماغية

أرز. 1.2 - مخطط وظيفي لنظام التحكم في الحلقة المفتوحة لجهاز AED

ستتغير العمليات التكنولوجية. نتيجة لذلك ، القيمة الفعلية للمتغير المتحكم فيه ص (ر)قد تختلف بشكل كبير عن القيمة المطلوبة ف (ر)... الفرق بين القيمة المطلوبة والقيمة الفعلية للمتغير المتحكم به في الحالة المستقرة (عندما يكون المتغير المتحكم فيه ص (ر)لا يتغير بمرور الوقت) يسمى خطأ التحكم Δx (t) = q (t) - y (t).

تُستخدم أنظمة AED ذات الحلقة المفتوحة إذا كان ظهور خطأ في التحكم لا يؤدي إلى خسائر كبيرة في التكنولوجيا (انخفاض في إنتاجية TM ، وانخفاض جودة المنتج ، وما إلى ذلك)

خلاف ذلك ، عندما يؤدي ظهور خطأ في التحكم إلى تقليل كفاءة العملية التكنولوجية بشكل كبير ، يتم استخدام مبدأ التحكم في الحلقة المغلقة لبناء نظام التحكم في AEP. يسمى هذا النظام مغلقًا.

يستخدم قناتين للمعلومات: للحصول على معلومات حول القيمة المطلوبة للمتغير المتحكم فيه ف (ر)تتم إضافة معلومات حول القيمة الفعلية للمتغير المتحكم فيه ص (ر)... يظهر الرسم التخطيطي الوظيفي لنظام التحكم هذا في الشكل 1.3.

معلومات حول القيمة الفعلية للمتغير المتحكم فيه ص (ر)تغذية وحدة الجمع باستخدام التغذية المرتدة الرئيسية (GOS). يقولون أن الحكومة السودانية "تغلق" نظام التحكم عن طريق توصيل مخرجاتها بالمدخلات.

سهم يشير ص (ر)، موجه إلى القطاع المظلم من عقدة الجمع ، أي تدخل إشارة GOS إلى وحدة التجميع بعلامة "-" وبالتالي تسمى GOS ردود فعل سلبية.

أرز. 1.3 - رسم تخطيطي وظيفي لنظام التحكم في الحلقة المغلقة لـ AEP.

في عقدة الجمع نتيجة لإضافة إشارات جبرية (مع مراعاة الإشارة) ف (ر)و ص (ر)يتم تحديد قيمة وعلامة خطأ التحكم Δx (t) = + q (t) - y (t)... تذهب إشارة الخطأ إلى مدخل AUU. نتيجة لهذا ، فإن AUU ، التي تشكل إشارة تحكم للمحول P على أساس المعلومات حول النسبة الموجودة بالفعل للمجموعة والقيمة الفعلية للمتغير المتحكم فيه ، توفر مثل هذا المقدار من EE إلى EM ، وإلى ME آلة تكنولوجية ، بحيث يمكن تقليل خطأ التحكم إلى قيمة مقبولة أو تقليله إلى الصفر.

بالإضافة إلى GOS ، يمكن أن يكون لنظام التحكم ردود فعل داخلية مختلفة (VOS) فيما يتعلق بـ GOS. يتحكمون في المعلمات الوسيطة للنظام ، مما يحسن جودة عملية التحكم. يسمى النظام الذي يحتوي على GOS فقط الدائرة المفردة ، والنظام الذي يحتوي ، بالإضافة إلى GOS ، أيضًا على WOS ، يسمى متعدد الدوائر.

في نظام مبني على المبدأ المشترك ، يتم الجمع بين هيكلين - مغلقان ومفتوحان. إلى النظام المغلق ، وهو النظام الرئيسي ، يتم إضافة هيكل مفتوح على طول قناة المعلومات الثالثة x 1 (ر)عن الاضطراب الرئيسي F 1 (ر).يظهر الرسم التخطيطي الوظيفي للنظام في الشكل 1.4.

العامل الرئيسي هو التأثير المزعج ، الذي يحتوي على أكبر مكون في حجم خطأ التحكم.

أرز. 1.4 - مخطط وظيفي لنظام التحكم المدمج في AEP

في التين. 1.4 باعتباره التأثير الرئيسي ، يتم قبول التأثير المزعج F 1 (ر)... يتم التحكم فيه بواسطة عنصر وسيط (PE) ومعلومات عنه x 1 (ر)يتم تغذية وحدة الجمع. نتيجة لهذا ، تقدم AUU مكونًا في إشارة التحكم في المحول ، والذي يعوض التأثير F 1 (ر)على العملية التكنولوجية ويقلل من حجم خطأ التحكم. يتم التخلص من تأثير التأثيرات المزعجة الأخرى على الخطأ بواسطة النظام المغلق الرئيسي.

تتيح الأمثلة المدروسة تحديد مفهوم "المحرك الكهربائي الآلي".

المحرك الكهربائي الآلي هو نظام كهروميكانيكي يتم فيه ، أولاً ، تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية. عن طريق هذه الطاقة ، يتم تحريك الهيئات العاملة للآلة التكنولوجية. وثانيًا ، يتم التحكم في عملية تحويل الطاقة من أجل ضمان الحالة المستقرة والأوضاع العابرة المطلوبة لتشغيل TM.

محاضرة 2.

1.3 تصنيف أنظمة التحكم AEP

يمكن تصنيف أنظمة التحكم في AEP وفقًا للعديد من المعايير: وفقًا لطبيعة تيار المحرك ، يتم تقسيم الأنظمة إلى تيارات متناوبة ومباشرة. حسب نوع المعلومات وإشارات التحكم - في أنظمة مستمرة ومنفصلة. اعتمادًا على طبيعة المعادلات التي تصف عمليات التحكم - في الأنظمة الخطية وغير الخطية. غالبًا ما يتم تقسيمها وفقًا لنوع المحول أو المعدات الرئيسية: النظام - مولد التيار المستمر - المحرك (G - D) ؛ النظام - محول الثايرستور - المحرك (TP-D) ؛ النظام - محول تردد الثايرستور - محرك (TFC-D) ، إلخ.

ومع ذلك ، فإن الأكثر انتشارًا هو تصنيف أنظمة التحكم في AEP وفقًا للوظائف التي تؤديها في العمليات التكنولوجية. هناك خمس وظائف من هذا القبيل.

1. أنظمة التحكم في التشغيل ، الكبح ، العمليات العكسية.من بينها ، بدورها ، يمكن تمييز ثلاث مجموعات من الأنظمة.

أنظمة المجموعة الأولى مفتوحة. يتم استخدامها في المحركات الكهربائية ذات المحركات الحثية ذات القفص السنجابي. يتكون المحول من جهاز تبديل الطاقة (SPU) الذي يربط المحرك مباشرة بالشبكة. جميع معدات التحكم عبارة عن إجراء ترحيل (اتصال أو عدم اتصال).

أنظمة التحكم للمجموعة الثانية هي أيضًا حلقة مفتوحة. يتم استخدامها في المحركات الكهربائية بمحركات التيار المستمر والمحركات غير المتزامنة مع دوار الطور ، ولها هيكل أكثر تعقيدًا من SPU ، مما يوفر التبديل التدريجي للمقاومات أو العناصر الأخرى في دوائر الطاقة للمحرك. يوفر بدء التشغيل التلقائي والتحكم في الكبح ، مما يحد من التيار وعزم دوران المحرك. من خلال التحكم اليدوي في SPU ، يمكن تنظيم السرعة في نطاق صغير.

تم تصميم أنظمة المجموعة الثالثة لتنفيذ العمليات المثلى لبدء التشغيل والفرملة والعكس. يُفهم الأمثل في هذه الحالة على أنه عمليات عابرة تحدث في أقل وقت ممكن. يتم ضمان ذلك من خلال الحفاظ على عزم دوران المحرك عند المستوى المسموح به أثناء بدء التشغيل والكبح.

تُستخدم هذه الأنظمة في المحركات الكهربائية ذات التشغيل المتقطع ، عندما يكون وقت الحالة المستقرة قصيرًا أو غائبًا تمامًا. لذلك ، فإن ظهور خطأ في التحكم لن يؤدي إلى خسائر في التكنولوجيا ، وقد لا يحتوي النظام على نظام GOS.

يتم تشكيل حلقة التحكم المغلقة في مثل هذا النظام من خلال ردود فعل سلبية على عزم الدوران (الحالي) للمحرك. في الشكل 1.4 ، يظهر كـ OSI. القيمة المتحكم بها في هذه الحالة هي عزم دوران المحرك. لذلك ، يولد AUU إشارة تحكم P بطريقة يتم فيها الحفاظ على عزم الدوران عند المستوى المطلوب أو التغييرات في الوقت وفقًا للقانون المطلوب في عملية البدء والكبح.

2. أنظمة الحفاظ على نقطة ضبط ثابتة للمتغير المتحكم فيه (أنظمة التثبيت).إن القيم القابلة للتعديل هي القيم التي تميز حركة جسم العمل TM وعمود المحرك - السرعة ، والتسارع ، وعزم الدوران ، والطاقة ، وما إلى ذلك.

أنظمة التثبيت مبنية على مبدأ مغلق ويمكن أن يكون لها مخطط وظيفي موضح في الشكل 1.4. في مثل هذا النظام ، الإشارة المرجعية ف (ر) = ثوابت.لذلك ، الانخفاض في القيمة الخاضعة للرقابة ص (ر)بسبب ظهور تأثير مزعج F 1 (ر)، سيؤدي إلى زيادة إشارة خطأ التحكم عند إدخال AUU. يولد جهاز التحكم الآلي إشارة تحكم للمحول ، اعتمادًا على قانون التحكم (نوع جهاز التحكم) المستخدم فيه. مع قانون التحكم النسبي ، يتم استخدام عنصر نسبي (تضخيم) مع ربح أكبر من واحد (P - منظم) كمنظم. لذلك ، مع زيادة الإشارة ، سيزداد الخطأ عند إدخال وحدة التحكم P وستزداد إشارة التحكم في المحول. نتيجة لذلك ، سيزداد مقدار EE و ME ، مما سيؤدي إلى زيادة في ص (ر)وتقليل خطأ التحكم. ومع ذلك ، لا يمكن تعويضه بالكامل ، لأنه في هذه الحالة ، ستكون الإشارات عند إدخال وخرج وحدة التحكم P مساوية للصفر ، ولن يتم توفير EE للمحرك وستتوقف العملية التكنولوجية.

يسمى نظام التثبيت الذي لا يتم فيه تقليل خطأ التحكم إلى الصفر ، ولكن يتناقص فقط إلى قيمة مقبولة ، بالثابت.

مع قانون التحكم النسبي المتكامل ، يتكون المنظم من رابطين متصلين بشكل متوازي - نسبي ومتكامل (PI - منظم). يتم إرسال إشارة خطأ في نفس الوقت إلى إدخال كلا الرابطين. سيؤدي الجزء المتناسب من المنظم ، كما في الحالة السابقة ، إلى تضخيم إشارة الخطأ. سيضيف الجزء المتكامل من وحدة التحكم إشارة الخطأ ، أي ستزداد إشارة الخرج الخاصة به طالما كانت هناك إشارة خطأ عند إدخال المنظم. نظرًا لأن إشارة خرج المنظم (إشارة التحكم في المحول) هي مجموع مخرجات الأجزاء المتناسبة والمتكاملة ، طالما كانت هناك إشارة خطأ عند إدخال المنظم ، فستزداد إشارة الخرج. نتيجة لذلك ، سيزداد عدد EE و ME في النظام وسيقل خطأ التحكم. عندما تصبح إشارة الخطأ عند إدخال المنظم مساوية للصفر ، ستكون الإشارة عند خرج المنظم أكبر من الصفر ، نظرًا لحقيقة أن الجزء المتكامل من المنظم ، بعد اختفاء الإشارة عند دخلها ، يخزن القيمة الإجمالية لإشارة الخرج. سيتم تزويد المحرك EE وستستمر العملية التكنولوجية.

يسمى نظام التثبيت ، الذي يتم فيه تقليل خطأ التحكم إلى الصفر ، بالنظام الاستاتيكي.

مع قانون التحكم النسبي - المتكامل - التفاضلي بالتوازي مع P ، I - تشتمل الروابط على رابط تفاضل (P - I - D - تحكم).

إشارة الخرج للجزء التفاضلي تتناسب طرديًا مع معدل تغيير إشارة خطأ التحكم. يتم تلخيصها بإشارات الأجزاء P و I من المنظم ، بالإضافة إلى زيادة إشارة التحكم للمحول وكمية EE المقدمة للمحرك. هذا يساعد في تقليل خطأ التحكم الديناميكي ، أي الفرق بين القيمة المطلوبة والقيمة الفعلية للمتغير المتحكم فيه خلال فترة عابرة في النظام.

تُستخدم أنظمة التثبيت في الحالات التي يكون فيها من الضروري الحفاظ على معلمة دقيقة بشكل خاص للعملية التقنية ، وكذلك عند تنظيم سرعة المحرك في نطاق واسع.

لتشكيل عمليتي البدء والكبح ، يمكن أن يكون لنظام التثبيت ردود فعل داخلية على عزم دوران المحرك (VOS في الشكل 1.4).

تعمل قناة التحكم المفتوحة للاضطراب الرئيسي على تقليل خطأ التحكم في الأنظمة الثابتة.

3. أنظمة التتبع.مثل أنظمة التثبيت ، فهي مبنية على مبدأ مغلق. ومع ذلك ، فإن إشارة الإعداد ف (ر)فيها تتغير وفقًا لقانون عشوائي والقيمة الفعلية للمتغير المتحكم فيه ص (ر)يجب تكرار (المسار) هذا القانون.

يتم استخدامها في الآلات التكنولوجية التي تتطلب أنه عند تدوير عمود الإدخال في أي زاوية ، فإن عمود الخرج "يتبع" عمود الإدخال ويدور بنفس الزاوية.

عندما يتطابق موقع الأعمدة ف (ر) = ص (ر)وخطأ التحكم هو صفر. عند تغيير موضع عمود الإدخال ف (ر) ≠ ص (ر)... تظهر إشارة خطأ عند إدخال AUU ، يقوم المحول بتزويد المحرك EE وسيدور عمود الإخراج حتى يأخذ موضع الإدخال.

4. أنظمة التحكم بالبرمجيات.يتم استخدامها في الآلات التكنولوجية مع العديد من المحركات الكهربائية. يمكن بناء محركات الأقراص هذه على شكل حلقة مفتوحة أو حلقة مغلقة. المشترك بينهم هو جهاز يغير القيمة المحددة للقيمة المضبوطة لكل محرك كهربائي وفقًا لبرنامج محدد مسبقًا. في هذه الحالة ، يتم تشغيل محركات الهيئات العاملة الفردية تلقائيًا ، وتعمل بسرعات محددة مسبقًا أو يتم عكسها ، ولا تتداخل أجسام العمل المتحركة للآلة التكنولوجية مع بعضها البعض.

5. أنظمة التكيف.يتم استخدامها في الحالات التي يكون فيها النظام المبني على مبدأ مغلق ، نتيجة للتغييرات غير المتوقعة في التأثيرات المزعجة ، غير قادر على أداء وظيفته ، على سبيل المثال ، تثبيت قيمة مضبوطة.

لضمان تكيف (قابلية التكيف) لنظام الحلقة المغلقة ، يتم إدخال دائرة إضافية في تكوينه ، أساسها هو جهاز حوسبة. يتحكم في القيمة ف (ر), ص (ر)تأثيرات مزعجة F أنا (ر)، يحلل تشغيل نظام التثبيت ويحدد التغييرات في معايير أو هيكل وحدة AUU اللازمة للتكيف.

محاضرة 3.

2.1. اختزال لحظات وقوى المقاومة ، لحظات القصور الذاتي والجماهير

يشمل الجزء الميكانيكي للمحرك الكهربائي الجزء الدوار للمحرك وجهاز النقل الميكانيكي وجسم العمل للآلة التكنولوجية.

يعمل الجزء الدوار من المحرك (المحرك أو الدوار) كمصدر للطاقة الميكانيكية.

بمساعدة MPU ، يتم تحويل الحركة الدورانية للمحرك إلى حركة انتقالية لجسم العمل في TM ، أو عن طريق تغيير نسبة سرعات مهاوي الإدخال والإخراج لـ MPU ، وسرعات دوران يتم تنسيق المحرك وجسم العمل. يمكن استخدام علب التروس المسننة والدودية ، والعتاد الكوكبي ، وزوج الجوز اللولبي ، والكرنك ، والرف والترس ، والحزام والمحركات المتسلسلة كوحدات MPU.

إن الجسم العامل في TM هو مستهلك للطاقة الميكانيكية ، والتي تحولها إلى عمل مفيد. تشتمل أجسام العمل على محور دوران مخرطة أو آلة حفر ، وجزء متحرك من ناقل ، ودلو حفارة ، وكابينة مصعد ، ومسمار لسفينة بمحرك ، وما إلى ذلك.

ترتبط عناصر الجزء الميكانيكي للمحرك الكهربائي ببعضها البعض وتشكل سلسلة حركية ، كل عنصر له سرعته الخاصة في الحركة ، ويتميز بلحظة من القصور الذاتي أو كتلة بالقصور الذاتي ، بالإضافة إلى مجموعة من اللحظات أو القوى المؤثرة عليه. يتحدد قانون نيوتن الثاني للحركة الميكانيكية لأي عنصر. بالنسبة لعنصر يدور حول محور ثابت ، تكون معادلة الحركة كما يلي:

أين
هو مجموع متجه للحظات التي تعمل على العنصر ؛

ي- لحظة القصور الذاتي للعنصر ؛

- التسارع الزاوي لعنصر دوار.

بالنسبة للعنصر المتحرك متعدية ، فإن معادلة الحركة هي:

,

أين
- مجموع ناقلات القوى المؤثرة على عنصر ؛

م- الكتلة بالقصور الذاتي للعنصر ؛

- التسارع الخطي لعنصر متحرك متعدية.

بمساعدة هذه المعادلات ، يمكن أخذ تفاعل أي عنصر مع بقية السلسلة الحركية في الاعتبار. من المريح القيام بذلك عن طريق جلب اللحظات والقوى ، وكذلك لحظات القصور الذاتي والكتل بالقصور الذاتي. نتيجة لهذه العملية (التخفيض) ، يتم استبدال المخطط الحركي الحقيقي بمخطط محسوب مكافئ للطاقة ، أساسه هو العنصر الذي يتم النظر في حركته. كقاعدة عامة ، هذا العنصر هو عمود المحرك M. وهذا يسمح بإجراء دراسة كاملة لطبيعة حركة المحرك الكهربائي وطريقة تشغيله. من خلال معرفة معلمات الرسم التخطيطي الحركي ، من الممكن تحديد نوع حركة الجسم العامل للآلة التكنولوجية.

يتم تقليل لحظات المقاومة من محور دوران إلى آخر على أساس توازن القوة في النظام.

أثناء العملية التكنولوجية ، يدور جسم العمل على محوره بسرعة ω موخلق لحظة مقاومة م سميستهلك الطاقة ص م = م سم ω م... تؤخذ خسائر الطاقة في MPU في الاعتبار عن طريق قسمة القيمة ص مفي الكفاءة انتقال η NS... يتم توفير هذه القوة بواسطة محرك يدور بسرعة ω وتطور لحظة م مع، تساوي لحظة المقاومة المخفضة لمحور دوران عمود المحرك م سم... بناءً على تكافؤ السلطات نحصل على:

.

ثم التعبير عن تحديد اللحظة المخفضة للمقاومة م معيشبه:

,

أين
- نسبة التروس لوحدة MPU.

يتم إحضار قوى المقاومة بنفس الطريقة. إذا كانت سرعة الحركة الانتقالية لهيئة عمل TM هي υ موأثناء العملية التكنولوجية تنشأ قوة مقاومة F سمثم مراعاة الكفاءة ستبدو معادلة توازن الطاقة LPA كما يلي:

.

انخفاض لحظة المقاومة م معستكون مساوية لـ:

,

أين
هو نصف القطر المستهدف لوحدة MPU.

يتميز كل عنصر من العناصر الدوارة للمخطط الحركي بلحظة من القصور الذاتي ي і . يعتمد إحضار لحظات القصور الذاتي إلى أحد محاور الدوران على حقيقة أن إجمالي مخزون الطاقة الحركية للأجزاء المتحركة من محرك الأقراص ، المشار إليه بمحور واحد ، يظل دون تغيير. في وجود أجزاء دوارة مع لحظات من الجمود ي د ، ي 1 ، ي 2 ،… ي نوالسرعات الزاوية ω, ω 1 , ω 2 , … ω نيمكنك استبدال عملهم الديناميكي بفعل عنصر واحد بلحظة من الجمود يوتدور بسرعة ω .

في هذه الحالة ، يمكن كتابة معادلة توازن الطاقة الحركية:

.

إجمالي عزم القصور الذاتي الممنوح لعمود المحرك سيكون مساويًا لـ:

,

أين ي د- لحظة القصور الذاتي للدوار (المحرك) م ؛

ي 1 ، ي 2 ،… ي ن- لحظات من القصور الذاتي للعناصر المتبقية من المخطط الحركي.

الحد من الكتل بالقصور الذاتي ميتم تنفيذ الحركة متعدية أيضًا على أساس المساواة في الطاقة الحركية:

,

ومن ثم ، فإن لحظة القصور الذاتي ، الممنوحة لعمود المحرك ، ستكون مساوية لـ:

.

نتيجة لعمليات الاختزال ، يتم استبدال الرسم التخطيطي الحركي الحقيقي بمخطط محسوب ومكافئ للطاقة. إنه جسم يدور على محور ثابت. هذا المحور هو محور دوران عمود المحرك. يتم تشغيله بواسطة عزم دوران المحرك M والعزم المخفض للمقاومة م مع... الجسم يدور بسرعة المحرك ω ولديه لحظة منخفضة من القصور الذاتي ي.

في نظرية المحرك الكهربائي ، يسمى مخطط التصميم هذا بالنظام الميكانيكي أحادي الكتلة. يتوافق مع الجزء الميكانيكي لجهاز AED مع عناصر صلبة تمامًا وبدون ثغرات.