Moment tłumienia

Moment tłumiący jest zapewniany przez przyrząd wskazujący. Amortyzator to ogólny termin używany do identyfikacji dowolnego mechanizmu używanego do pochłaniania energii drgań , tłumienia drgań wału , łagodnego rozruchu i urządzenia zabezpieczającego przed przeciążeniem . W celu zaprojektowania wydajnego amortyzatora konieczne jest wcześniejsze obliczenie momentu tłumiącego . Moment tłumiący lub siły tłumiące to odchylenie prędkości od elektromechanicznych odchyleń momentu obrotowego maszyny, podczas gdy odchylenie kątowe nazywane jest momentem synchronizującym [1]. W przyrządzie pomiarowym moment tłumiący jest niezbędny do zatrzymania poruszającego się układu w celu wskazania stałego odbicia w rozsądnym krótkim czasie. Istnieje tylko tak długo, jak długo wskaźnik jest w ruchu. Przy braku momentu tłumiącego wskazówka oscyluje przez krótki czas i dochodzi do ustalonej pozycji, a taka sytuacja nazywana jest tłumieniem . Jeśli siła tłumienia jest zbyt duża, wówczas wskazówka zatrzyma się powoli i nazywa się to nadmiernym tłumieniem. Moment tłumiący to fizyczny proces kontrolowania ruchu systemu poprzez wytwarzanie ruchu, który przeciwstawia się naturalnym oscylacjom systemu. Podobnie jak tarcie, działa tylko wtedy, gdy układ jest w ruchu i nie występuje, gdy układ jest w spoczynku. Jego głównym celem jest umożliwienie szybkich i dokładnych odczytów dla układu oscylacyjnego. Zamiast pozwalać obiektowi na nieskończone oscylacje z częstotliwością podstawową, moment tłumiący stosuje siłę przeciwdziałającą, która spowalnia oscylacje na tyle, aby można było dokonać odczytu. Chociaż moment tłumiący jest używany w wielu urządzeniach pomiarowych, nie jest to coś, co ma ustawioną wartość, ale zamiast tego jest regulowane na podstawie wskaźnika, który jest wykreślany na wykresie momentu odchylającego w funkcji czasu. Moment tłumiący jest integralną częścią pomiaru ruchomych systemów ze względu na jego zdolność do kontrolowania oscylacji.

Produkcja

Istnieją cztery różne sposoby wytwarzania momentu tłumiącego, obejmują one tłumienie tarcia powietrza, tłumienie tarcia płynem, tłumienie prądów wirowych i tłumienie elektromagnetyczne.

• Tłumienie tarcia powietrza jest tworzone przez tłok oscylujący w komorze powietrznej i na zewnątrz. Kiedy tłok wchodzi do komory, powoduje kompresję, kiedy wychodzi z komory, działa na niego siła. Ta metoda jest często stosowana w obecności stosunkowo słabego pola elektrycznego, ponieważ tłumienie tarcia powietrza nie wymaga użycia żadnych elementów elektrycznych, które mogłyby zniekształcić pole elektryczne.
• Tłumienie tarcia płynu powstaje w wyniku oscylacji dysku w cieczy, zwykle w oleju, iz cieczy, co powoduje, że zawsze przeciwstawia się ona ruchowi. Ta metoda jest bardzo podobna do tłumienia tarcia powietrza, z tą różnicą, że zamiast powietrza w komorze zastępuje się je płynem. Ta metoda jest utrudniona przez fakt, że można to zrobić tylko w pionie, ponieważ wymaga, aby płyn znajdował się w pozycji pionowej.
• Tłumienie prądów wirowych to wykorzystanie prądu wirowego i pola elektrycznego do wytworzenia momentu elektromagnetycznego, który przeciwdziała ruchowi. W tej metodzie wytwarzany moment tłumiący jest proporcjonalny do natężenia prądu i pola magnetycznego. Ta metoda jest bardzo wydajna, ale ma tę wadę, że zniekształca słabe pole elektryczne.
• Tłumienie elektromagnetyczne jest wytwarzane przez przesyłanie prądu elektrycznego przez cewkę magnetyczną, powodując moment obrotowy, który jest przeciwny do naturalnego ruchu cewki. Ma podobną wadę jak tłumienie prądami wirowymi, ponieważ może zniekształcić pole elektryczne.

Używa

Moment tłumiący służy do szybkiego i dokładnego odczytu obiektu, który podlega oscylacji. Z powodu bezwładności obiekt w ruchu ma tendencję do pozostawania w ruchu, co wymaga przeciwnej siły, aby doprowadzić go do ostatecznej szybkości oscylacji w krótkim okresie czasu. Tłumiący moment obrotowy robi to, przeciwstawiając się naturalnym oscylacjom, umożliwiając użytkownikowi uzyskanie dokładnego odczytu. Jest używany w większości eksperymentów, które obejmują zbieranie danych o systemie będącym w ruchu, jako jeden z niewielu sposobów uzyskania dokładnych danych. Ma również wiele różnych metod produkcji, jak opisano powyżej, co pozwala na użycie go w wielu modelach, w których wymagana jest siła przeciwdziałająca. Chociaż, jak wspomniano powyżej, istnieją pewne metody tworzenia momentu tłumiącego, które mają zastosowanie tylko do systemu, jeśli spełnia on odpowiednie wymagania.

Pomiar

Moment tłumiący to ruch, któremu nie przypisuje się liczb podczas używania, ale raczej jest on testowany i obserwowany za pomocą wskaźnika w eksperymencie. Wskaźnik urządzenia to część, która pokazuje moment tłumienia na podstawie wykresu momentu odchylającego w funkcji czasu. Odbywa się to poprzez uwzględnienie zarówno ugięcia, jak i kontrolnego momentu obrotowego w celu uzyskania prawidłowej wielkości momentu tłumiącego. Moment odchylający powoduje oscylację wskazówki na maszynie, a moment sterujący jest siłą przeciwdziałającą, która powstrzymuje wskazówkę przed niekontrolowanymi oscylacjami. Moment odchylający i moment kontrolny działają podobnie do wagi, przy czym moment odchylający to ciężar, który jest naciskany na wagę, a moment kontrolny to przeciwwaga, która służy do zrównoważenia ciężaru początkowego. Aby uzyskać dobre wyniki, bardzo ważne jest, aby te dwie siły były sobie równe.

Odchylenie i sterowanie wytwarzaniem momentu obrotowego

Ugięcie i moment kontrolny, podobnie jak moment tłumiący, nie są wyraźnie mierzone, ale można je wytworzyć, a tym samym kontrolować na różne sposoby. Tworząc te dwa momenty obrotowe, wskaźnik będzie poruszał się w określony sposób, który można przeanalizować, jak pokazano poniżej. Momentem odchylającym może być dowolny rodzaj siły, która początkowo wprawia system w ruch. Z drugiej strony moment sterujący jest generowany przez urządzenie pomiarowe, a zatem nie jest ruchem występującym naturalnie. Istnieją dwa sposoby wytwarzania sterującego momentu obrotowego, sterowania sprężyną i sterowania grawitacyjnego:

• Sterowanie sprężyną jest tworzone za pomocą sprężyny sterującej, która jest połączona ze wskazówką układu. Kiedy system się porusza, sprężyna jest skręcana w przeciwnym kierunku, tworząc w ten sposób moment obrotowy, który bezpośrednio przeciwdziała momentowi odchylającemu.
• Kontrola grawitacji jest tworzona przez przymocowanie małych ciężarków do poruszającego się systemu, generując moment obrotowy na podstawie kąta odchylenia, czyli kąta, jaki tworzą ze sobą styczne do przodu i do tyłu. Ta metoda jest utrudniona przez fakt, że wymaga, aby system był ustawiony pionowo, aby ciężary mogły oddziaływać grawitacyjnie.

Analizując ugięcie i kontrolując moment obrotowy, istnieją trzy główne kategorie: niedotłumione, przetłumione i krytycznie wytłumione. Jeśli system jest niedotłumiony, nie osiągnie ostatecznej szybkości oscylacji w odpowiednim czasie i będzie oscylował powoli przez długi czas. Jeśli jest nadmiernie tłumiony, system będzie oscylował w tempie, które jest zbyt wolne, aby zapewnić dokładny odczyt. Wreszcie, jeśli jest krytycznie tłumiony, ma równe ugięcie i moment kontrolny, umożliwiając w ten sposób wskaźnikowi szybkie znalezienie prawidłowej wartości, bez oscylacji systemu poza tą wartością. Tłumienie krytyczne oznacza, że ​​maszyna ma odpowiedni moment tłumiący i jest gotowa do eksperymentów.

1. Walne Zgromadzenie Towarzystwa Energetyki, 2006. IEEE, 10.1109/PES.2006.1709001