Ponieważ prędkość liniowa jednostajnie zmienia kierunek, ruchu po okręgu nie można nazwać jednostajnym, jest on jednostajnie przyspieszany.
Prędkość kątowa
Wybierz punkt na okręgu 1 ... Zbudujmy promień. W jednostce czasu punkt przesunie się do punktu 2 ... W tym przypadku promień opisuje kąt. Prędkość kątowa jest liczbowo równa kątowi obrotu promienia w jednostce czasu.
Okres i częstotliwość
Okres rotacji T- to czas, w którym ciało wykonuje jeden obrót.
Prędkość obrotowa to liczba obrotów na sekundę.
Częstotliwość i okres są powiązane stosunkiem
Zależność prędkości kątowej
Prędkość liniowa
Każdy punkt na okręgu porusza się z określoną prędkością. Ta prędkość nazywana jest liniową. Kierunek wektora prędkości liniowej zawsze pokrywa się ze styczną do okręgu. Na przykład iskry z szlifierki poruszają się w tym samym kierunku, co prędkość chwilowa.
Rozważmy punkt na kole, który wykonuje jeden obrót, czas potrzebny to kropka T... Ścieżką, którą pokonuje punkt, jest obwód.
Przyspieszenie dośrodkowe
Podczas poruszania się po okręgu wektor przyspieszenia jest zawsze prostopadły do wektora prędkości, skierowany do środka okręgu.
Korzystając z poprzednich wzorów, można wyprowadzić następujące zależności:
Punkty leżące na jednej prostej wychodzącej ze środka koła (np. mogą to być punkty leżące na szprychie koła) będą miały to samo prędkości kątowe, okres i częstotliwość. Oznacza to, że będą się obracać w ten sam sposób, ale z różnymi prędkościami liniowymi. Im dalej punkt znajduje się od środka, tym szybciej będzie się poruszał.
Prawo dodawania prędkości obowiązuje również dla ruchu obrotowego. Jeżeli ruch ciała lub układu odniesienia nie jest jednorodny, to prawo stosuje się do prędkości chwilowych. Na przykład prędkość osoby idącej wzdłuż krawędzi obracającej się karuzeli jest równa sumie wektorowej liniowej prędkości obrotu krawędzi karuzeli i prędkości ruchu tej osoby.
Ziemia uczestniczy w dwóch głównych ruchach obrotowych: dobowym (wokół własnej osi) i orbitalnym (wokół Słońca). Okres obrotu Ziemi wokół Słońca wynosi 1 rok lub 365 dni. Ziemia obraca się wokół własnej osi z zachodu na wschód, okres tego obrotu wynosi 1 dzień lub 24 godziny. Szerokość geograficzna to kąt między płaszczyzną równikową a kierunkiem od środka Ziemi do punktu na jej powierzchni.
Zgodnie z drugim prawem Newtona, siła jest przyczyną każdego przyspieszenia. Jeżeli poruszające się ciało doświadcza przyspieszenia dośrodkowego, to natura sił powodujących to przyspieszenie może być inna. Na przykład, jeśli ciało porusza się po okręgu na przymocowanej do niego linie, to działająca siła to siła sprężystości.
Jeżeli ciało leżące na dysku obraca się wraz z dyskiem wokół własnej osi, to taką siłą jest siła tarcia. Jeśli siła przestanie działać, ciało poruszy się w linii prostej.
Rozważ ruch punktu po okręgu od A do B. Prędkość liniowa jest równa v A oraz v B odpowiednio. Przyspieszenie - zmiana prędkości na jednostkę czasu. Znajdźmy różnicę w wektorach.
Czasami w swojej praktyce miałem do czynienia z jednym problemem związanym z asynchronicznymi silnikami elektrycznymi - jak określić liczbę obrotów wirnika silnika elektrycznego, jeśli nie ma tagu i dokumentacja techniczna na silniku elektrycznym?
W rzeczywistości pytanie jest rozwiązane po prostu - prędkość może być określona przez cewki uzwojenia stojana asynchronicznego silnika elektrycznego.
Silniki asynchroniczne dzielą się według liczby obrotów wirnika na: 1000 obr/min, 1500 obr/min i 3000 obr/min. Należy pamiętać, że jeśli zadzwonimy silnik asynchroniczny"tysięczny", to nie ma 1000 obr/min, bo jest asynchroniczny (wirnik pozostaje w tyle za polem magnetycznym). Może mieć 940 obr./min, 980 obr./min lub więcej, ale nie 1000 obr./min. To samo dotyczy „półtora tysiąca” (1440 - 1480 obr./min) i „trzech tysięcy” (2940 - 2980 obr./min).
Jak określić prędkość wirnika na podstawie uzwojenia stojana?
Otwieramy jedną z dwóch pokryw silnika elektrycznego i patrzymy na cewki uzwojenia, a raczej na jedną cewkę. Może składać się z kilku sekcji (2, 3, 4).
W stojanie znajdujemy cewkę, którą widzimy najlepiej. Teraz przyjrzymy się jego rozmiarowi w stosunku do żelaza stojana. Nie powiem ci, jak połączone są ze sobą cewki, jak połączone są sekcje w cewce, przez ile szczelin w stojanie są ułożone itp. Nie potrzebujemy tego teraz. Musimy teraz określić odległość, jaką pokonuje jedna cewka wzdłuż żelaznego pierścienia stojana.
Po określeniu tej odległości (nawet na oko) możemy z całą pewnością stwierdzić, ile obrotów ma dany asynchroniczny silnik elektryczny.
1. Jeśli cewka zajmuje połowę żelaznego pierścienia stojana, silnik elektryczny ma 3000 obr./min.
Istniała potrzeba ustalenia mocy lub prędkości obrotowej wału i innych parametrów silnika elektrycznego, ale po dokładnym zbadaniu na jego korpusie nie było tabliczki (syldik) z jej nazwą i parametrami technicznymi. Będziesz musiał sam to ustalić, ponieważ istnieje kilka sposobów i rozważymy je poniżej.
Moc silnika elektrycznego to szybkość konwersji energii elektrycznej, zwykle określa się ją w watach.
Aby zrozumieć, jak to działa, potrzebujemy 2 wielkości: prądu i napięcia. Siła prądu - ilość prądu, który przepływa przekrój poprzeczny przez pewien czas zwyczajowo określa się to w amperach. Napięcie - wartość równa pracy przenoszenia ładunku między 2 punktami obwodu, zwykle określa się ją w woltach.
Do obliczenia mocy stosuje się wzór N = A / t, gdzie:
N - moc;
A co z pracą;
Często silnik elektryczny pochodzi z fabryki o określonych parametrach technicznych. Ale deklarowana moc nie zawsze odpowiada rzeczywistej i najprawdopodobniej może oznaczać tylko maksymalna moc przepływ elektryczny.
Jeśli więc na przykład elektronarzędzie wskazuje moc 500 watów, wcale nie oznacza to, że narzędzie budzi się, aby zużyć dokładnie 500 watów.
Silniki elektryczne wytwarzają standardową moc dyskretną, typy linii 1,5, 2,2, 4 kW.
Doświadczony elektryk z łatwością odróżni od 1,5 do 2,2 kW po prostu patrząc na jego wymiary. Ponadto będzie umiał określić liczbę obrotów silnika na podstawie wielkości stojana, liczby par biegunów oraz średnicy wału.
Owijarka będzie w tej kwestii jeszcze bardziej doświadczona, określi to specjalista zajmujący się przewijaniem silników elektrycznych ze 100% pewnością Specyfikacja techniczna twój silnik elektryczny.
Jeśli tabliczka znamionowa silnika zostanie zgubiona, aby obliczyć moc silnika, należy zmierzyć prąd na uzwojeniach wirnika i użyć standardowego wzoru, aby obliczyć pobór mocy silnika elektrycznego.
Główne metody określania mocy silnika
Wyznaczanie mocy prądem... Aby to zrobić, podłączamy silnik do sieci i kontrolujemy napięcie. Następnie kolejno w obwodzie każdego z uzwojeń stojana włączamy amperomierz i mierzymy pobierany prąd. Po znalezieniu sumy zużytych prądów wynikową liczbę należy pomnożyć przez stałe napięcie, w wyniku czego otrzymujemy liczbę określającą moc silnika elektrycznego w watach.
Określ moc według rozmiaru... Należy zmierzyć średnicę rdzenia (od wewnątrz) oraz jego długość.
Mnożymy synchroniczną częstotliwość obrotu wału przez średnicę rdzenia (w centymetrach), otrzymaną liczbę mnożymy przez 3,14, a następnie dzielimy przez częstotliwość sieci pomnożoną przez 120. Otrzymana wartość mocy budzi się w kilowaty.
Dozowanie według licznika... Metoda jest uważana za najprostszą. Aby to zrobić, dla czystości eksperymentu wyłączamy wszystkie obciążenia w domu. Następnie musisz włączyć silnik na określony czas (na przykład 10 minut).Na szczotce widać różnicę w kilowatach, na niej możesz łatwo obliczyć, ile kilowatów zużywa silnik. Najwygodniejszym sposobem jest użycie przenośnego licznika elektrycznego, który pokazuje zużycie w kilowatach (watach) w czasie rzeczywistym.
Do określenia prawdziwy wskaźnik moc jaką wytwarza silnik, należy obliczyć prędkość obrotową brutto, mierzoną liczbą obrotów na sekundę, pociągowy wysiłek silnik.
Prędkość mnoży się kolejno przez 6,28, siłę i promień wału, które można obliczyć za pomocą suwmiarki z noniuszem. Znaleziona wartość mocy jest wyrażona w watach.
Określ roboczą liczbę obrotów silnika.
Moc określamy zgodnie z tabelami obliczeniowymi... Za pomocą suwmiarki mierzymy średnicę wałka, długość silnika (bez wystającego wałka) oraz odległość do osi.Mierzymy zwis wałka i jego wystającą część, średnicę kołnierza, jeśli dowolna, a także odległość otworów montażowych.
Na podstawie tych danych, korzystając z tabeli przestawnej, możesz łatwo określić moc silnika i inne cechy.
1,1 kW
1,5 kw
Stare i używane maszyny asynchroniczne produkcja radziecka są uważane za najwyższej jakości i najtrwalsze. Jednak, jak wie wielu elektryków, tabliczki znamionowe na nich mogą być całkowicie nieczytelne, a w samym silniku można je przewinąć. Prędkość znamionową można określić na podstawie liczby biegunów w uzwojeniu, ale jeśli chodzi o maszyny z wirnik fazowy lub nie ma ochoty na demontaż obudowy, możesz skorzystać z jednej ze sprawdzonych metod.
Wyznaczanie prędkości za pomocą rysunku graficznego
Istnieją okrągłe rysunki graficzne określające prędkość obrotową silnika. Najważniejsze jest to, że papierowe kółko z określonym wzorem przyklejone do końca wałka tworzy pewną efekt graficzny po oświetleniu przez źródło światła o częstotliwości 50 Hz. W ten sposób, po przejrzeniu kilku liczb i porównaniu wyniku z danymi tabelarycznymi, można określić prędkość nominalną silnika.Typowe wymiary montażowe
Produkcja przemysłowa w ZSRR, podobnie jak większość współczesnych, została wykonana według standardy państwowe i mieć ustaloną tablicę przeglądową. Na tej podstawie można zmierzyć wysokość środka szybu względem płaszczyzny lądowania, jego średnice i wymiary, a także wymiary otworów montażowych. W większości przypadków te dane wystarczą do znalezienia w tabeli żądany silnik a nie tylko określić prędkość obrotową, ale także ustalić jej moc elektryczną i netto.Z mechanicznym obrotomierzem
Bardzo często konieczne jest określenie nie tylko charakterystyka nominalna maszyna elektryczna, ale także znać dokładną liczbę obrotów w ten moment... Odbywa się to podczas diagnozowania i określania dokładnego wskaźnika.W laboratoriach elektromechanicznych oraz przy produkcji wykorzystywane są specjalne urządzenia - tachometry. Jeśli masz dostęp do takiego sprzętu, zmierz prędkość silnik asynchroniczny można to zrobić w kilka sekund. Obrotomierz posiada tarczę lub cyfrową tarczę oraz miarkę, na końcu której znajduje się otwór z kulką. Jeśli nasmarujesz otwór centrujący na wale lepkim woskiem i mocno dociśniesz do niego prętowy wskaźnik poziomu, tarcza wyświetli dokładną liczbę obrotów na minutę.
Z detektorem efektu stroboskopowego
Jeśli silnik jest w eksploatacji, należy go odłączyć od Uruchamiacz i zdejmij tylną osłonę, aby dostać się do otworu centrującego. Dokładną liczbę obrotów w tych przypadkach można również zmierzyć za pomocą detektora stroboskopowego. W tym celu na wale silnika występuje ryzyko wzdłużne biały i zainstaluj łapacz światła urządzenia naprzeciwko.Po włączeniu silnika urządzenie określi dokładną liczbę obrotów na minutę według częstotliwości występowania Biała plama... Ta metoda jest stosowana z reguły w badaniu diagnostycznym mocnych samochody elektryczne oraz zależność prędkości od przyłożonego obciążenia.
Korzystanie z lodówki z komputera osobistego
Do pomiarów prędkości obrotowej silnika można użyć bardzo oryginalna metoda... Wykorzystuje chłodzenie ostrza z komputer osobisty... Śmigło jest przymocowane do końca wału za pomocą taśmy dwustronnej, a rama wentylatora jest trzymana ręcznie. Przewód wentylatora podłącza się do dowolnego złącza płyty głównej, gdzie można dokonywać pomiarów, a sama chłodnica nie musi być zasilana. Dokładny odczyt obrotów można uzyskać za pomocą narzędzia BIOS lub narzędzia diagnostycznego działającego w systemie operacyjnym.Wszystkie silniki elektryczne mają podstawowe cechy:
- Pobór energii
- Maksymalna wydajność
- Znamionowa prędkość wału
- Moment nominalny
Mają też charakterystyka mechaniczna- zależność momentu od obrotów. Liczba obrotów silnika elektrycznego może być określona przez cewki uzwojenia stojana. Aby to zrobić, musisz znaleźć cewkę w stojanie, która jest najlepiej widoczna. Jeśli obliczysz odległość zajmowaną przez cewkę wzdłuż żelaznego pierścienia stojana, możesz dokładnie określić, ile obrotów ma dany model asynchroniczny.
Urządzenia asynchroniczne dzielą się według liczby obrotów silnika na: 1000 obr/min, 1500 obr/min i 3000 obr/min.
Jeśli odległość wynosi połowę żelaznego pierścienia stojana, to jest to jednostka 3000 obr./min. Jeśli jest to 1/3 żelaznego pierścienia, to ma 1500 obr./min. Jeśli odległość zajmowana przez cewkę wynosi 1/4 żelaznego pierścienia, to to urządzenie ma 1000 obr./min.
Modele z ilością 1000 obr/min są używane na takim sprzęcie, gdzie nie ma potrzeby wysoka prędkość obrót wału wirnika. Na przykład na wciągarkach, dźwigach, przenośnikach itp.
Silniki elektryczne o prędkościach 1500 i 3000 obr/min stosowane są w maszynach do obróbki metali i drewna, sprężarkach, lodówkach itp.
Ich moc może wynosić od 0,12 do 200 kW, co bezpośrednio zależy od wielkości i przeznaczenia sprzętu.
Regulatory elektroniczne, w zależności od typu silnika, są klasyfikowane:
- Dla modeli kolekcjonerskich
- Bez kolektora bezczujnikowego
- Do bez kolektora z czujnikami Halla.
Ponadto wszystkie regulatory prędkości silników elektrycznych różnią się w zależności od maksymalnego prądu roboczego, napięcia akumulatora, pracy z różnymi rodzajami akumulatorów.
Regulatory przeznaczone do urządzeń bezkolektorowych nie tylko sterują mocą, ale także określają położenie wirnika w każdym momencie w celu prawidłowego ustawienia faz trzech napięć zasilających wymaganych do pracy silnika.
Regulatory do silniki kolektorów może być podłączony do kilku silników, równolegle lub szeregowo, pod warunkiem, że sumaryczny prąd nie przekracza maksymalnego prądu obliczonego dla danego regulatora.
Regulatory przeznaczone do silniki elektryczne jednostka pływająca wyposażona; dodatkowa ochrona przed wilgocią i są chłodzone cieczą.
Regulatory stosowane w samochodach wyposażone są w chłodnicę chłodzenie powietrzem i odwrócenie kierunku obrotów.
Niektóre modele regulatorów mają na korpusie przyciski do zmiany parametrów, inne ustawia się za pomocą sprzętu.
Główne regulowane funkcje regulatorów:
- Gubernator - sposób regulacji nie władzy, ale rewolucji. Gdy zmieniają się obciążenia, kontroler dodaje lub zmniejsza moc.
- Tryb startowy - szybki, płynny, twardy.
- Dla urządzenia z przekładniami lub ciężkimi ostrzami - tryb, który przy starcie spowalnia zestaw obrotów.
- Ustawienie czasu rozpędzania od zera do maksimum – tj. przyspieszenie lub zatrzymanie.
- Ustawienie trybu przepustnicy - zależność prędkości obrotowej silnika od drążka gazu. Może być wyposażony w autokalibrację.
- Funkcja hamowania - włącz/wyłącz tryb hamowania. Niektóre sterowniki posiadają funkcję regulacji siły hamowania od 0 do 100%.
- Funkcja Reverse - włącza i wyłącza tryb rewersu.
- Ustawienie ograniczenia prądu - ustawia maksymalną siłę prądu, po przekroczeniu urządzenie wyłącza się automatycznie.
- Funkcja wyłączania napięcia na silniku - zestawy minimalne napięcie bateria... W celu ochrony baterii przed głębokie rozładowanie odłącza go od silnika.
- Rodzaj funkcji wyłączenia silnika - miękkie lub twarde wyłączenie po uruchomieniu zabezpieczenia.
- Regulacja częstotliwości impulsów poprawia liniowość sterowania prędkością. Stosowany jest głównie w 3-4-obrotowych silnikach o niskiej indukcyjności.
- Funkcja wyprzedzenia - ustawia kąt wyprzedzenia komutacji uzwojenia.
Jak zmniejszyć prędkość lub jak zwiększyć prędkość silnika elektrycznego? Aby to zrobić, musisz zmienić napięcie na uzwojeniach stojana. Zależność napięcia od prędkości obrotowej jest zbliżona do liniowej.
Aby zmienić liczbę obrotów kolektora przy niezależnym wzbudzeniu, należy zmienić napięcie na uzwojeniach wirnika, nie zmieniając napięcia na uzwojeniu stojana.
Do regulacji prędkości z wzbudzeniem szeregowym, zasilany z sieci prąd przemienny, użyj regulatora tyrystorowego.