Jak se počítají otáčky motoru?

Protože v této fázi ještě nejsou známy převodové poměry hnacích ozubených kol a otáčky hřídele motoru, je možné vypočítat požadovanou rychlost hřídele motoru. K tomu určíme rychlost otáčení výstupního hřídele pohonu

Podle výchozích údajů je úhlová rychlost 3. hřídele₃= 4 rad/s.. Odtud lze rychlost otáčení třetího hřídele vypočítat pomocí vzorce:

n=30*щ/р=30*4/3.14=38.2 мин -1

Tak, aby byl zajištěn normální provoz dopravníku, hnací výstupní hřídel, která je označena číslem III, se musí otáčet frekvencí Počet otáček 38,2.

Z rozboru kinematického diagramu pohonu je zřejmé, že jeho celkový převodový poměr (u_celkový) vzniká v důsledku převodových poměrů převodovky (u_czp) a řemenovým pohonem (a_CPU), což lze vyjádřit vzorcem:

u_celkový = u_czp • и_rp

Podle doporučení stůl 2.1 Na začátku přiřadíme těmto převodům následující převodové poměry: u_czp = 4, и_CPU =5

Potom bude požadovaný celkový převodový poměr celého pohonu

Vztah mezi otáčkami hřídele motoru (NS_dv) a výstupní hřídel (NS₃) určeno závislostí

Proto bude požadovaná rychlost otáčení hřídele elektromotoru

n_dv =38,2*•20 = 764 otáčky za minutu

Podle dostupného rozsahu motorů řady 4A ty, které se nejvíce blíží požadované rychlosti otáčení (Tabulka 2.2) jsou motory se synchronními otáčkami rovnými 750 ot./min. S přihlédnutím k výše uvedenému a také s ohledem na výsledky výpočtů v části 3.1 nakonec přijímáme motor 4A160S8 GOST 19523 – 81, který má následující výkonnostní charakteristiky:

Rdv = 7500 W, ndv = 730 ot./min.

3.1 Rozdělení převodového poměru podle stupňů

Vzhledem k tomu, že v okamžiku, kdy jsou již stanoveny otáčky hřídele elektromotoru (vstupu pohonu) a výstupního hřídele jdoucího k pracovnímu prvku – bubnu, lze celkový převodový poměr celého navrženého pohonu určit pomocí vzorec:

Podle obecných představ o strojních částech a ve vztahu k tomuto pohonu můžeme psát

kde – převodový poměr od hřídele motoru (vstup pohonu) ke třetí hřídeli (výstup pohonu);

u_dv-1— převodový poměr od hřídele motoru k 1. hřídeli (spojce);

и₁–₂ — převodový poměr mezi 1. a 2. hřídelem (válcový převod)

и_2-3 — převodový poměr mezi 2. a 3. hřídelem (řemenový pohon).

Z rozboru kinematického diagramu pohonu je zřejmé, že otáčky hřídele elektromotoru a 1. hřídele jsou stejné, protože jsou spojeny spojkou. Odtud je jasné, že и_dv-1= 1. Poté od (3.10) и_dv-3=1• a_1-2• A_2-3 , Je zřejmé, že celkový převodový poměr celého pohonu musí být rozdělen mezi čelní ozubené kolo (u_czp= и_1-2 ) a řetěz (a_CPU =u_2-3). Nejprve jmenujeme (s ohledem na doporučení stůl 2.1 a jeden řádek převodových poměrů – str. 36)

Pak zbývá na řemenový pohon

Podle údajů uvedených v tabulka 2.1, převodový poměr 4,78 u řemenového pohonu nepřekračuje doporučenou hodnotu.

Nakonec přijímáme: u_czp= и_1-2=4, URP=4,77

Přečtěte si více

Montáž dveřních pantů. Příprava dveřního křídla. Instalace dveřního pantu. vložka zámku

3.2 Kinematické výpočty

Stanovme si všechny kinematické a výkonové charakteristiky navrženého pohonu, které budou v budoucnu potřeba pro detailní vývoj konkrétní převodovky.

S ohledem na jednotnost výpočtů pro všechny typy hřídelí je redukujeme na tabulka 1.

V tabulce jsou uvedeny všechny kinematické a výkonové parametry pohonu. U hřídele motoru jsou otáčky a výkon brány v souladu s charakteristikami uvedenými v odstavci 2.2.

3 Úhlová rychlost

schdv= sch1=3,14*730/30=76,4 rad/s; u2= 3,14*182,5/30=19,1 rad/s;

4. Účinnost mezi hřídelemi:

zdv-1= zmf* zppk= 0,98*0,99=0,97; z1-2= ztszp* zppk=0,97* 0,99=0,96;

z2-3= zppk* zrp= 0,99* 0,98= 0,97

Т1=Р1/щ1=7276,5/76,4= 95,24Н*м, Т2= Р2/ щ2=6985,4/19,1=365,72 Н*м;

Т3=Р3/ щ3=6775,9/4=1693,97 Н*м

Tabulka 2 – Kinematické a výkonové parametry měniče

Název, kalkulační vzorce

Hřídel v souladu s označením na kinematickém schématu

1. Převodový poměr (viz odstavec 3.3.1)

Při návrhu zařízení je nutné znát otáčky elektromotoru. Pro výpočet rychlosti otáčení existují speciální vzorce, které se liší pro AC a DC motory.

Synchronní a asynchronní elektrické stroje

Existují tři typy střídavých motorů: synchronní, úhlová rychlost rotoru se shoduje s úhlovou frekvencí magnetického pole statoru; asynchronní – v nich rotace rotoru zaostává za rotací pole; komutátorové motory, jejichž konstrukce a princip činnosti jsou podobné stejnosměrným motorům.

Synchronní rychlost

Rychlost otáčení střídavého elektrického stroje závisí na úhlové frekvenci magnetického pole statoru. Tato rychlost se nazývá synchronní. U synchronních motorů se hřídel otáčí stejnou rychlostí, což je výhoda těchto elektrických strojů.

K tomu má rotor vysoce výkonných strojů vinutí, na které je aplikováno konstantní napětí, vytvářející magnetické pole. U zařízení s nízkým výkonem jsou do rotoru vloženy permanentní magnety nebo jsou zde výrazné póly.

Uklouznutí

U asynchronních strojů je počet otáček hřídele menší než synchronní úhlová frekvence. Tento rozdíl se nazývá skluz “S”. Díky klouzání se v rotoru indukuje elektrický proud a hřídel se otáčí. Čím větší S, tím vyšší točivý moment a nižší otáčky. Pokud však skluz překročí určitou hodnotu, elektromotor se zastaví, začne se přehřívat a může selhat. Rychlost otáčení takových zařízení se vypočítá pomocí vzorce na obrázku níže, kde:

n – počet otáček za minutu,
f – frekvence sítě,
p – počet pólových párů,
s – skluz.

Vzorec pro výpočet otáček asynchronního motoru

Existují dva typy takových zařízení:

S rotorem nakrátko. Vinutí v něm je během výrobního procesu odlito z hliníku;
S navinutým rotorem. Vinutí jsou vyrobena z drátu a jsou připojena k přídavným odporům.

Ovládání rychlosti

Během provozu je nutné upravit rychlost elektrických strojů. To se provádí třemi způsoby:

Zvýšení dodatečného odporu v obvodu rotoru elektromotorů s vinutým rotorem. Pokud je nutné výrazně snížit rychlost, je možné připojit ne tři, ale dva odpory;
Připojení dalších odporů v obvodu statoru. Slouží ke spouštění vysoce výkonných elektrických strojů a k regulaci otáček malých elektromotorů. Například rychlost stolního ventilátoru lze snížit zapojením žárovky nebo kondenzátoru do série. Stejného výsledku se dosáhne snížením napájecího napětí;
Změna frekvence sítě. Vhodné pro synchronní i asynchronní motory.

Přečtěte si více

Aplikace dusíkatých hnojiv: načasování, dávky, metody

Varování! Rychlost otáčení komutátorových elektromotorů pracujících ze sítě střídavého proudu nezávisí na frekvenci sítě.

DC motory

Kromě střídavých strojů existují elektromotory napojené na stejnosměrnou síť. Rychlost takových zařízení se počítá pomocí zcela odlišných vzorců.

Jmenovitá rychlost otáčení

Rychlost stejnosměrného stroje se vypočítá pomocí vzorce na obrázku níže, kde:

n – počet otáček za minutu,
U – síťové napětí,
Rya a Iya – odpor a proud kotvy,
Ce – konstanta motoru (v závislosti na typu elektrického stroje),
Ф – magnetické pole statoru.

Tyto údaje odpovídají jmenovitým hodnotám parametrů elektrického stroje, napětí na budícím vinutí a kotvě nebo kroutícímu momentu na hřídeli motoru. Jejich změna umožňuje upravit rychlost otáčení. Ve skutečném motoru je velmi obtížné určit magnetický tok, proto se výpočty provádějí pomocí proudu protékajícího budícím vinutím nebo napětím kotvy.

Vzorec pro výpočet rychlosti stejnosměrného motoru

Rychlost komutátorových střídavých motorů lze zjistit pomocí stejného vzorce.

Regulace rychlosti

Regulace otáček elektromotoru pracujícího ze stejnosměrné sítě je možná v širokém rozsahu. Je to možné ve dvou rozsazích:

Nahoru od jmenovitého. K tomu je magnetický tok snížen pomocí přídavných odporů nebo regulátoru napětí;
Dolů od par. K tomu je nutné snížit napětí na kotvě elektromotoru nebo s ním zapojit do série odpor. Kromě snížení rychlosti se to provádí při spouštění elektromotoru.

Při navrhování a nastavování zařízení je nutné vědět, jaké vzorce se používají k výpočtu rychlosti otáčení elektromotoru.

Jak se počítají otáčky motoru?