Konstante wringkrag: wat, wanneer, hoe, gebruik en 9 feite wat u moet weet


Die vorige pos het die uitoefening van geen wringkrag en die gevolge daarvan in detail verduidelik. Hierdie pos oor die verskaffing van inligting oor konstante wringkrag sal bespreek word.

Wringkrag is nie 'n funksie van spoed nie, maar sy eienskappe hang af van die spoed van 'n roterende liggaam. Hierdie afhanklikheid van die spoed van rotasie gee 'n rekening vir konstante wringkrag. Die wringkrag wat op die las uitgeoefen word, verander nie by elke rotasie-aspek nie; dan het ons gesê die wringkrag is "konstant."

We weet dat die wringkrag wat op enige voorwerp uitgeoefen word, laat hulle teen 'n sekere spoed roteer. Aangesien daar ook 'n mate van eksterne krag uitgeoefen moet word, kan daardie liggaam voortdurend met hoekversnelling roteer. 'n Konstante wringkrag kan verband hou met hoekversnelling.

Wat is konstante wringkrag?

Konstante wringkrag kan gedefinieer word as "die hoeveelheid wringkrag wat nodig is om die konstante looptempo van die voorwerp teen alle snelhede, onder rotasiebeweging te handhaaf."

Ons kan eenvoudig sê dat die wringkrag wat op die rotasie-liggaam inwerk konstant moet wees vir hoë spoed en lae spoed. Dit beteken dat, selfs as die spoed van die roterende liggaam toeneem of afneem, die aanwending van wringkrag dieselfde moet wees.

Konstante wringkrag kan ook gedefinieer word as 'n uitsetwringkrag wat nie vir enige insetrotasie verander nie. So enige roterende stelsel is 'n kandidaat vir konstante wringkrag deur die toegepaste wringkrag by die roterende fase te handhaaf.

Kan wringkrag konstant wees?

Ja, wringkrag kan konstant wees. As 'n liggaam vrylik roteer met 'n konstante radius en die toepassing van eksterne krag is loodreg op die rotasie-as, dan kan wringkrag konstant wees.

Aangesien ons weet dat wringkrag net 'n kruisproduk is van die radiusvektor van die rotasiebaan en toegepaste eksterne krag, moet die radius dieselfde wees by elke punt met betrekking tot die massamiddelpunt van die rotasie-as en die toepassing van 'n eksterne krag moet in loodregte rigting wees.

τkonst=|r|konst|F|konst sonde(θ)

As die rotasiebaan nie 'n vaste middelpunt het nie, sal die radius verander, dus wissel die wringkrag met die radius deur die lineêre snelheid te verhoog. In 'n rotasiebaan met 'n vaste middelpunt sal die radius konstant wees met konstante wringkrag.

Wanneer kan wringkrag konstant wees?

Wringkrag word geassosieer met die glytempo van die voorwerp. As die glytempo konstant gehou word vir elke spoed en wisselende frekwensie, kan wringkrag konstant wees. Selfs wanneer die hoeksnelheid lineêr toeneem met elke interval, kan 'n mens konstante wringkrag kry.

Die lineêre toename van hoeksnelheid gee konstante hoekversnelling; dus kan ons sê konstante wringkrag word konstante hoekversnelling genoem in 'n roterende raam.

As ons praat oor AC- en DC-motors, is die wringkrag eweredig aan die krag wat op hulle opgewek word. Die as-ingeboude motor werk volgens die wringkragbeginsels. Dus in elektriese motors kan konstante wringkrag verkry word wanneer die konjunksiebeheerder en behoorlike lastoestand gebruik word.

Waar kan wringkrag konstant wees?

'n Konstante wringkrag word gewoonlik in induksiemotors gebruik. Maar dit kan nie konstante wringkrag op sy eie skep om teen alle snelhede te werk nie.

'n Toestel genaamd veranderlike-frekwensie-aandrywing word gebruik waar wringkrag konstant kan wees teen elke spoed van die rotasie-as. Die induksiemotors is dus toegerus met VFD.

Die konstante wringkrag in VFD beskryf die variasie van perdekrag met die rotasiespoed. Daar sal konstante wringkrag wees as perdekrag lineêr met die rotasiespoed toeneem. Net so is dit ook belangrik om die frekwensie onder 60Hz te handhaaf. As dit 60Hz oorskry, word perdekrag konstant.

Blokdiagram van veranderlike frekwensie-aandrywing
Image krediete: Wikimedia commons

Hoe kan wringkrag konstant wees?

Die wringkrag wat op die rotasiestelsel inwerk, definieer die rotasietraagheid wat in daardie stelsel ontwikkel word. As rotasietraagheid konstant gehou word, dan hoekversnelling sal gelyk wees aan wringkrag wat lei tot 'n konstante hoeveelheid wringkrag om op die rotasiestelsel uit te oefen.

Rotasietraagheid definieer die weerstand van 'n voorwerp om sy rotasie te verander. Die formule gee dit as;

Waar L die hoekmomentum is en ω hoeksnelheid is.

Dus, as hoeksnelheid neem lineêr toe met elke gelyke tydsinterval, hoekversnelling konstant sal wees, wat geneig is om konstante wringkrag vir hul rotasie uit te oefen.

Konstante wringkrag gebruik

Konstante wringkrag word wyd gebruik vir hoë stroom by lae-spoed rotasie. Anders as dit, is daar 'n wye reeks toepassings in verskeie velde; sommige van hulle word hieronder gelys:

Sentrifugale pompe

'n Belangrike toepassing van konstante wringkrag is sentrifugale pompe. Die waaiers van die sentrifugale pompe is toegerus met 'n reeks geboë wieke wat tussen twee skywe vasgedruk is. Hierdie waaiers maak staat op die konstante wringkrag met hoëspoedrotasie.

Gemotoriseerde naaimasjien

Gemoderniseerde naaimasjiene gebruik VFD-tegnologie om die wringkrag wat op die dryfwiel van die masjien uitgeoefen word, te beheer. As die spoed verskil, sal die wringkrag konstant wees.

Gewonde rotor-motor

Die wond-rotor-induksiemotor, ook bekend as die wondringmotor, bestaan ​​uit twee ringe waar eksterne weerstand rotorwikkelings met die veerring verbind. Die eksterne weerstand beheer die spoed en wringkrag wat in die motor ontwikkel word.

DC opgewonde vloed skakel masjiene

GS-opgewekte vloedskakelmasjiene bestaan ​​uit GS-wikkelings by die rotors, wat goeie beheer bied oor die wringkrag wat by elke rotorspoed geproduseer word.

Koel fans

Die rotor en stators van die koelwaaiers veroorsaak konstante wringkrag deur die hitte binne die rotor te verminder. 'n Soort motor genaamd PCS-motor word in koelwaaiers gebruik om konstante wringkrag op rotors uit te voer.

Vervoerband

Vervoerbande bied hoë spoed en konstante wringkrag, ongeag die hoeveelheid las wat op die bandas toegepas word.

hysbakke

'n Elektriese hysbak is 'n konstante wringkragmasjien waarin die stator van die induksiemotor die hysbakaksie vir hoë- en laelastoepassings aandryf.

Konstante wringkragvere in elastiese aktuators

In die mens-robot-interaksie-era word 'n reeks parallelle vere in elastiese aktueerders gebruik, wat goeie beheer oor die wringkrag verbeter en die wringkragverlies teen 'n ander spoed oorkom.

Permanente magneet sinchrone motor

'n Wisselstroom-sinchrone motor waarin 'n permanente magneet die velde opwek om sinusvormige EMK te genereer, word 'n permanente magneet-sinchrone motor genoem. Dit bestaan ​​uit 'n rotor en stators wat 'n magneetveld by elke rotasie skep.

Hierdie motor is gesinchroniseer met die spoed en frekwensie van die rotasie en die rotasieperiode is gelyk aan die integrale waarde van die AC-siklus. Die spoed van die motor is dus sinchronies met die roterende magnetiese veld wat bedoel is om konstante wringkrag te hê.

Konstante wringkrag loop

In robotika word konstante wringkragtegnieke gebruik om die beenbasis te ondersteun om stabiele loop te verbeter.

Konstante wringkragladings

Konstante wringkragladings verwys na die toepassing van dieselfde hoeveelheid wringkrag by lae en hoë snelhede. Dit word ook geassosieer met perdekrag, wat direk afhang van die spoed. Die konstante wringkraglading dryf positiewe verplasing en resiprokerende aksie in pompe, vervoerbande en kompressors aan.

N goeie voorbeeld van 'n konstante wringkrag vrag is 'n dromhyser. Kom ons kyk na 'n drom met deursnee d, wat 'n maksimum vrag wat tot 1000 kg geweeg kan hou. Daar sal 'n mate van spanning T wees wat op die tou van die drom inwerk, dus word die wringkrag wat daarop uitgeoefen word gegee as

As die spoed konstant gehou word, versnel die las nie. wringkrag is gelyk aan en teenoorgestelde krag wat aan die dromkant uitgeoefen word. As die hyssnelheid tot 'n sekere waarde verhoog word, bereik die motor die maksimum spoed. Hysspoed sal nou ooreenstem met die dromspoed.

Maar vragwringkrag by die motor word verminder as gevolg van wrywing. Die volle vragwringkrag is egter gelykstaande aan die motorwringkrag, en balanseer dus die vereiste hoeveelheid krag om te hys teen elke maksimum spoed. Bestendige wringkrag word dus op die vrag en die dromhyser verkry.

konstante wringkrag
Konstante wringkrag op dromhyser

Konstante wringkrag wat op 'n eenvormige sirkelvormige wiel inwerk

'n Konstante wringkrag wat op die sirkelvormige wiel inwerk, verander dikwels die hoekmomentum van die wielkonstante. Dit beteken dat die verandering in die hoekmomentum gelyk is aan die toegepaste wringkrag op die roterende wiel.

Aangesien ons weet dat hoekmomentum 'n produk is van traagheidsmoment en hoeksnelheid, dws L=Iω, definieer die hoeksnelheid die verandering in die rotasiehoek per tydseenheid.

Wanneer die wringkrag toegepas word, verander die hoeksnelheid, wat lei tot 'n verandering in hoekmomentum. Dit word gegee as

Gestel toegepaste wringkrag is konstant; dit beteken daar sal 'n konstante verandering in die hoekmomentum per eenheid tydinterval wees.

Konstante wringkrag vs veranderlike wringkrag

Konstante wringkrag dryf relatief hoë stroom selfs teen die lae spoed van die rotor aan waar veranderlike wringkrag nie kan nie; dit is die belangrikste verskil tussen konstante en veranderlike wringkrag. Behalwe dit, word 'n paar ander vergelykings in die onderstaande tabel gelys:

Konstante wringkragVeranderlike wringkrag
Konstante wringkrag gee dieselfde hoeveelheid wringkrag vir alle waardes van spoed.Veranderlike wringkrag beteken daar sal 'n verandering in wringkrag wees soos die spoed verander.
As die spoed met dubbel toeneem, verdubbel die perdekrag ook, wat die wringkrag bestendig hou.In veranderlike wringkrag, as spoed verminder word, word die wringkrag wat met vierkante keer en perdekrag verkry word met kubiese waarde verminder.
Die perdekrag verander lineêr met spoed, en dus sal wringkrag konstant wees.Die perdekrag bly konstant deur die aksie.
Die doeltreffendheid van 'n rotor is 'n bietjie minder aangesien dit dieselfde wringkrag vir alle snelhede moet verskaf.Die doeltreffendheid van die rotor is meer aangesien dit nie die motoras beïnvloed nie.
Energieverlies is dikwels in konstante wringkrag aangesien dit dieselfde hoeveelheid wringkrag by hoë en lae snelhede verskaf.Spaar baie energie namate die aanwending van wringkrag afneem of toeneem, wanneer spoed afneem of toeneem.
Die leeftyd van die konstante wringkragaandrywing is minder.Die leeftyd van veranderlike wringkragaandrywing is betreklik langer.
Die groot koste van installasie en moeiliker om te onderhou.Die installering van veranderlike wringkragaandrywing is bekostigbaar en maklik om te onderhou.
Tabel van konstante wringkrag vs veranderlike wringkrag

Hoe kan konstante wringkrag in die motor beheer word?

Die wringkrag kan beheer word deur die druk wat op die las in die kring uitgeoefen word, te handhaaf.

Oor die algemeen hang wringkrag af van die hoekkrag wat op die meganiese las inwerk. As die uitoefening van hoekkrag teen 'n konstante tempo gehandhaaf word, kan ons die konstante wringkrag maklik beheer.

Hoe beïnvloed spoed die wringkrag in die motor?

Die wringkrag en die spoed het 'n omgekeerde verhouding; namate die spoed toeneem, is wringkrag geneig om af te neem.

In 'n motor word die ratstelsels voorsien om die spoed te beheer sodat die insetrat minder aantal tande as die uitsetrat het. Wanneer die uitsetrat dus draai, neem die insetspoed af, en wringkrag neem gevolglik toe.

Is spanning en wringkrag eweredig aan mekaar?

Ja, spanning en wringkrag is eweredig aan mekaar aangesien beide van hulle afhang van die drywing.

Drywing is 'n faktor wat nou verwant is aan spanning. Wringkrag word ook geproduseer as gevolg van die krag wat op die rotoraandrywing uitgeoefen word. Wringkrag en spanning hou dus verband; die wringkrag by die rotoras en die spanning wat in die motorkring ontwikkel word, neem ook toe.

Wat word bedoel met perdekrag?

'n Perdekrag is net 'n eenheid van krag wat die tempo van werk verrig per tydseenheid op die stelsel definieer.

Perdekrag definieer gewoonlik die uitsetkrag van 'n enjin of motor. Die perdekrag het 'n ander waarde vir 'n ander stelsel. Op hierdie basis; hulle word geklassifiseer as

  • Meganiese perdekrag
  • Metrieke perdekrag
  • Elektriese perdekrag
  • Ketel perdekrag
  • Hidrouliese perdekrag
  • Lug perdekrag

Opsomming

Deur die konsep van konstante wringkrag te verstaan, kan ons hierdie pos afsluit deur te stel dat konstante wringkrag 'n hoeveelheid is, wat beteken dat 'n verandering in spoed nie die waarde van wringkrag verander nie. Dit hang af van die hoekmomentum en konstante uitsetkrag wat met die stelsel geassosieer word.

Keerthi Murthi

Ek is Keerthi K Murthy, ek het nagraadse studie in Fisika voltooi, met die spesialisasie in die veld van vastestoffisika. Ek beskou fisika nog altyd as 'n fundamentele vak wat aan ons daaglikse lewe gekoppel is. As 'n wetenskapstudent geniet ek dit om nuwe dinge in fisika te verken. As skrywer is my doel om die lesers op die vereenvoudigde wyse deur my artikels te bereik. Bereik my – keerthikmurthy24@gmail.com

Onlangse plasings