Točivý moment motoru (ET): Co to je, jak jej zvýšit | Autopilot

Článek pojednává o metodách regulace otáček asynchronního motoru.

Nejběžnější jsou následující způsoby regulace rychlosti asynchronního motoru: změna přídavného odporu obvodu rotoru, změna napětí přiváděného do vinutí statoru, změna frekvence napájecího napětí, jakož i změna počtu pólových párů.

Regulace rychlosti otáčení asynchronního motoru zavedením odporů do obvodu rotoru

Zavedení odporů do obvodu rotoru vede ke zvýšení výkonových ztrát a snížení otáček rotoru motoru v důsledku zvýšeného skluzu, protože

Z Obr. 1 vyplývá, že s nárůstem odporu v obvodu rotoru při stejném momentu klesají otáčky hřídele motoru.

Tuhost mechanických charakteristik výrazně klesá s klesající rychlostí otáčení, což omezuje regulační rozsah na (2 – 3) : 1. Nevýhodou tohoto způsobu jsou značné energetické ztráty, které jsou úměrné skluzu. Taková regulace je možná pouze u motoru s vinutým rotorem.

Regulace rychlosti otáčení asynchronního motoru změnou napětí na statoru

Změna napětí přiváděného do statorového vinutí asynchronního motoru umožňuje regulovat otáčky pomocí poměrně jednoduchých technických prostředků a řídicích obvodů. Chcete-li to provést, a regulátor napětí.

Při regulaci rychlosti otáčení asynchronního motoru změnou napětí přiváděného do vinutí statoru se kritický moment Mcr asynchronního motoru mění úměrně druhé mocnině napětí Uret přiváděného do motoru (obr. 3) a skluz se mění. nezávisí na Uregovi.

Rýže. 1. Mechanická charakteristika asynchronního motoru s vinutým rotorem při různých odporech rezistorů obsažených v obvodu rotoru

Rýže. 2. Schéma regulace otáček asynchronního motoru změnou napětí na statoru

Rýže. 3. Mechanická charakteristika asynchronního motoru při změně napětí přiváděného do vinutí statoru

Pokud je odporový moment pracovního stroje větší než rozběhový moment elektromotoru (Mc > Mstart), pak se motor nebude otáčet, proto je nutné jej spouštět na jmenovité napětí Un nebo na volnoběžné otáčky.

Tímto způsobem je možné regulovat rychlost otáčení asynchronních motorů s kotvou nakrátko pouze při zatížení ventilátorem. Navíc je třeba použít speciální elektromotory se zvýšeným prokluzem. Rozsah regulace je malý, do ncr.

Pro změnu napětí se používají třífázové autotransformátory a tyristorové regulátory napětí.

Rýže. 4. Schéma systému řízení otáček s uzavřenou smyčkou: tyristorový regulátor napětí – asynchronní motor (TRN – IM)

Řídicí obvod s uzavřenou smyčkou pro asynchronní motor, vyrobený podle tyristorového regulátoru napětí – obvod elektromotoru, umožňuje regulovat otáčky asynchronního motoru se zvýšeným skluzem (takové motory se používají ve ventilačních jednotkách).

Regulace rychlosti otáčení asynchronního motoru změnou frekvence napájecího napětí

Od frekvence rotace magnetického pole statoru n_о = 60f/p, pak lze otáčky asynchronního motoru řídit změnou frekvence napájecího napětí.

Zásada frekvenční metoda řízení otáček asynchronního motoru je, že změnou frekvence napájecího napětí je možné v souladu s výrazem při konstantním počtu pólových párů p měnit úhlovou rychlost no magnetického pole statoru.

Tato metoda poskytuje plynulou regulaci rychlosti v širokém rozsahu a mechanické vlastnosti jsou vysoce tuhé.

Pro dosažení vysokého energetického výkonu asynchronních motorů (účiníky, účinnost, přetížitelnost) je nutné měnit vstupní napětí současně s frekvencí. Zákon změny napětí závisí na charakteru zatěžovacího momentu Ms. Při konstantním zatěžovacím momentu musí být napětí statoru regulováno úměrně frekvenci.

Schéma frekvenčního měniče je na Obr. 5 a mechanické charakteristiky IM s frekvenční regulací jsou uvedeny na Obr. 6.

Rýže. 5. Obvod frekvenčního měniče

Rýže. 6. Mechanické vlastnosti asynchronního motoru s frekvenční regulací

S klesající frekvencí f kritický moment poněkud klesá v oblasti nízkých otáček. To se vysvětluje zvýšením vlivu aktivního odporu vinutí statoru se současným poklesem frekvence a napětí.

Frekvenční řízení otáček asynchronního motoru umožňuje měnit otáčky v rozsahu (20 – 30): 1. Frekvenční metoda je nejslibnější pro regulaci asynchronního motoru s rotorem nakrátko. Výkonové ztráty s takovou regulací jsou malé, protože ztráty skluzem jsou minimální.

Nejmodernější frekvenční měniče postavený pomocí schématu dvojité konverze. Skládají se z těchto hlavních částí: stejnosměrný meziobvod (neřízený usměrňovač), výkonový pulzní střídač a řídicí systém.

Meziobvod se skládá z neřízeného usměrňovače a filtru. Střídavé napětí napájecí sítě se převádí na stejnosměrné napětí.

Výkonový třífázový pulzní střídač obsahuje šest tranzistorových spínačů. Každé vinutí elektromotoru je připojeno přes odpovídající spínač ke kladným a záporným svorkám usměrňovače. Měnič převádí usměrněné napětí na třífázové střídavé napětí o požadované frekvenci a amplitudě, které je přivedeno na vinutí statoru elektromotoru.

V koncových stupních měniče jsou jako spínače použity výkonové IGBT tranzistory. Oproti tyristorům mají vyšší spínací frekvenci, což jim umožňuje produkovat sinusový výstupní signál s minimálním zkreslením. Regulace výstupní frekvence Iout a výstupního napětí se provádí pomocí vysokofrekvenční pulzně šířkové modulace.

Regulace rychlosti otáčení asynchronního motoru, přepínání počtu pólových párů

Krokové řízení rychlosti lze dosáhnout pomocí speciálních vícerychlostních asynchronních motorů s kotvou nakrátko.

Z výrazu n_о = 60f/p z toho vyplývá, že při změně počtu pólových párů p se získají mechanické charakteristiky s různými rychlostmi otáčení n_о magnetické pole statoru. Protože hodnota p je určena celými čísly, je přechod z jedné charakteristiky do druhé v procesu regulace postupný.

Existují dva způsoby, jak změnit počet párů pólů. V prvním případě jsou ve štěrbinách statoru umístěna dvě vinutí s různým počtem pólů. Při změně rychlosti je jedno z vinutí připojeno k síti. Ve druhém případě je vinutí každé fáze tvořeno dvěma částmi, které jsou zapojeny paralelně nebo sériově. V tomto případě se počet pólových párů změní dvakrát.

Rýže. 7. Schémata spínání vinutí asynchronního motoru: a – z jednoduché hvězdy na dvouhvězdu; b – z trojúhelníku na dvojitou hvězdu

Řízení otáček změnou počtu párů pólů je ekonomické a mechanické vlastnosti jsou zachovány tuhost. Nevýhodou tohoto způsobu je stupňovitá změna rychlosti otáčení asynchronního motoru s rotorem nakrátko. Dvourychlostní motory jsou k dispozici s počtem pólů 4/2, 8/4, 12/6. Čtyřrychlostní elektromotor s 12/8/6/4 póly má dvě přepínatelná vinutí.

Nejprve pojďme zjistit, co se nazývá točivý moment motoru, co to ovlivňuje a proč je to vůbec potřeba.

Jedná se o charakteristiku, která ukazuje rotační sílu klikového hřídele motoru, která určuje dynamiku vozu, jeho schopnost cross-country, schopnost sebevědomě předjíždět a sadu ukazatelů síly otáčení klikového hřídele.

Proč o tom potřebuje vědět? Při nákupu auta byste to měli určitě vzít v úvahu, protože na tom v budoucnu závisí efektivní provoz vozidla. Je to stejně důležité jako výkon motoru.

Co to je a jak to ovlivňuje výkon motoru?

Na základě hodnot točivého momentu motorů je přípustné hodnotit dynamiku a schopnost zrychlit vůz v širokém rozsahu rychlostí. Jako měrná jednotka byly brány newtony na metr (N*m), čímž se získaly indikátory síly, která působí při stlačení páky. Tento parametr také určuje rotační sílu klikového hřídele.

Jako příklad si můžeme vzít domácí spotřebiče, kde se otáčení provádí ručně, například mlýnek na maso.

1. Člověk otočí klikou a to je síla, kterou působí a budeme ji označovat jako působící síla.
2. Délka rukojeti je točivý moment.
3. A tak se v závislosti na délce rukojeti bude indikátor točivého momentu měnit, čím je delší, tím je vyšší.

Získané údaje o točivém momentu nejsou konstantní, mění se také v závislosti na otáčkách motoru a množství kapaliny vstupující do válců.

Promluvme si o vlivu CM na chod motoru. Za prvé, jak rychle dokážete řídit auto. To znamená, že čím výše jedete, tím je auto výkonnější a na točivém momentu je to znát. Je tedy velmi důležité tomu věnovat pozornost.

Z čeho se skládá ukazatel KM?

Důležité ukazatele, které tvoří točivý moment, jsou:

1. Oblast pístu.
2. Tlak (pracovní), který se vytváří ve válcích.
3. Objem motoru (pracovní).
4. Délka a poloměr ramena klikového hřídele (kliky).

Všechny jsou propojené. Růst motoru ovlivňuje nárůst síly, což má za následek konečnou hodnotu točivého momentu. Stejný příběh platí pro tlak ve válcích, čím vyšší je, tím větší síla působí na povrch pístu.

Co se týče poloměru páky, moderní auta mají rámy, které omezují hodnoty.

Jak zvýšit hodnoty točivého momentu

Nejprve se podívejme na vzorec, který lze použít k výpočtu točivého momentu v Newtonech. S jeho pomocí můžete vyhodnocovat efektivitu točivého momentu v jeho celkové interakci s výkonem a rychlostí.

Používá se speciální vzorec motoru: M = P x 9550 / N. Kde: P je jmenovitý výkon (v kilowattech), M je jmenovitý točivý moment a N jsou jmenovité otáčky (počet otáček za minutu).

Většina automobilových webů nebo speciálních zdrojů s prodejem vozidel nabízí funkční měniče, do kterých stačí zapojit vaše čísla a točivý moment se automaticky vypočítá. Může být nutné vypočítat ukazatel KM stroje, kde je výkon v koňských silách, pak je také jednodušší použít speciální kalkulačku a převést je na kilowatty.

Chcete-li zvýšit svůj výkon, můžete:

1. Zvyšte kompresní poměr a tím zmenšete objem spalovací komory.
2. Vyměňte software v elektronické jednotce, která řídí motor. Proveďte chiptuning na motoru.
3. Vyměňte klikový hřídel za jiný s větším kolenem. Zároveň budete muset vyměnit válce, což přispívá ke zvýšení točivého momentu.
4. Kupte si nové písty, buď lehčí nebo s větším průměrem.
5. Upravte hlavu válců.

Kromě toho odborníci doporučují provést následující postupy: překonfigurovat karburátor, zvýšit přeplňování turbodmychadlem, vyměnit vstřikovače, vyvrtat válec a zvýšit míru komprese. Můžete se obrátit na odborníky v autoservisech a provést několik možností vylepšení najednou;

Co dalšího je užitečné vědět o točivém momentu?

Benzínové a naftové motory, rozdíly mezi CM

Různé motory, a zejména ty, které běží na různá paliva, budou mít velmi odlišné hodnoty točivého momentu. Auto s benzínovým motorem má vyšší rychlost, zatímco auto s naftovým motorem zrychluje rychleji.

Pokud kontrolujete při nízkých rychlostech, je rozdíl znatelnější. Benzinovému autu trvá dlouho, než se rozhoupe, ale vznětový motor vyvine trakci rychlostí blesku. Pak se ale obrázek o výhodách tohoto změní, protože rozsah dojezdu vznětového motoru je malý a je třeba přeřadit na vyšší rychlostní stupeň, zatímco benzínový motor stále zrychluje bez změny.

Je důležitý točivý moment nebo jen výkon?

Při výběru auta jsou oba ukazatele stejně důležité. Ještě víc – jsou propojené, a pokud bývalý majitel lhal o výkonu kvůli ceně, ukáže to druhý parametr. Vždyť čím větší KM, tím větší výkon. Obvykle jsou v technických dokumentech v části charakteristiky vozidla uvedeny údaje o ukazatelích maximálního výkonu a výkonu v kombinaci s počtem otáček. za co? Protože jen díky otáčkám je dosaženo požadovaných hodnot KM.

Mez krouticího momentu a její vliv

Vše má svůj limit, kdy se výkon již nezvyšuje a točivý moment také. Maximum neznamená dobře, protože práce na maximum zvyšuje opotřebení a tření pístů a dalších dílů, zvyšuje zahřívání oleje atd. Tím se snižuje kvalita chodu motoru a vše začíná upadat.

Nejvyšší hodnoty točivého momentu jsou pozorovány u benzínových motorů, zejména u zahraničních automobilů.

KM v osobních a nákladních automobilech

Existují značné rozdíly. Pro nákladní dopravu je mnohem důležitější vysoký výkon pro přepravu nákladu, zejména velmi těžkého, protože pomáhá rozhýbat se. Je také důležité vědět, že čím větší je hodnota KM, tím vyšší je nosnost vozidla.

V osobním autě to hlavně není nutné a nejdůležitější je možnost přetaktování.