...
On myös muita kuormitustyyppejä. Niitä on kuitenkin vaikea kuvailla lyhyesti. Esimerkkeinä voidaan mainita erilaiset symmetriset (rullat, nosturit jne.) ja epäsymmetriset kuormat. Momentin symmetrisyys/epäsymmetrisyys voi olla esimerkiksi kulman tai ajan funktio. Tällaiset
kuormitustyypit on mitoitettava huolellisesti ottamalla huomioon moottorin ja taajuusmuuttajan ylikuormitus-
marginaalit sekä moottorin keskimääräinen momentti.
3. Moottori kuorma
Moottorin pyörintää vastustava kuorma voidaan sähkökäyttöä ajatellen jakaa kahteen eri
tilanteeseen: vakionopeuteen ja kiihtyvään tai hidastuvaan nopeuteen. Vakionopeudella
11
toimivan moottorin kuorma muodostuu vain kuorman jatkuvan liikkeen aiheuttamasta
vääntömomentista Tl sekä moottorin omasta kitkavääntömomentista Tμ :
Te = Tl + Tμ ,
missä Te on moottorin sähköinen vääntömomentti. Kitkavääntömomentti kasvaa suoraan
verrannollisesti mekaaniseen kulmanopeuteen Tμ ~ Ω . Yleensä moottorin laakereiden
aiheuttaman kitkan voittamiseen tarvittavan vääntömomentin suuruus Tμ on kuormaan
Tl verrattuna mitätön eikä sitä laskelmissa oteta huomioon. Kitkan suuruus on funktio
pyörimisnopeudesta ja myös lämpötilasta μ ( n, T ) . Lämpötilan vaikutus kohdistuu
laakereiden voiteluaineen ominaisuuksiin. Myös laakereiden kunto ja voitelu vaikuttavat
kitkan suuruuteen. Kitkaan vaikuttaa myös akselilla oleva jäähdytyspuhallin, jonka
kuormitus on neliöllistä nopeuteen nähden. Oikosulkumoottoreiden roottoreissa on rivat
roottorin jäähdytystä varten, mikä osaltaan lisää kitkavoimaa.
Kiihtyvässä nopeudessa moottorin kuormitusta lisää kuorman hitausmomentti J l sekä
roottorin hitausmomentti J r . Kuorman ja roottorin saattaminen uudelle nopeudelle joko
vapauttaa tai sitoo energiaa. Nopeuden nostaminen sitoo nopeuseroon verrannollisen
määrän energiaa ja hidastaminen vastaavasti vapauttaa energiaa. Kiihdytettäessä tämä
energia on annettava kuormalle vääntömomentin välityksellä, joten hetkellisesti
vääntömomentin tarve lisääntyy. Kiihtyvyys pyörivien kappaleiden tapauksessa
ilmaistaan mekaanisen kulmakiihtyvyyden
dΩ
avulla. Näin kiihtyvän kuorman vääntö-
dt
momentiksi saadaan
Te = Tl + Tμ + (J l + J r )
dΩ
.
dt
Usein teollisuudessa on kyse pumppu- tai puhallinkäytöstä, jolloin kuormitus on
neliöllinen nopeuteen nähden Te ~ Ω 2 . On myös paljon sovelluksia, joissa kuorma on
lineaarisesti pyörimisnopeuteen nähden nouseva Te ~ Ω1 kuten esimerkiksi työstökoneet.
Kuormana voi olla myös vakiomomentti Te ~ Ω 0 , joita esiintyy esimerkiksi hisseissä.
Kuormille saatetaan joutua antamaan ns. irrotusmomentti Te ~ Ω −1 , joka ilmenee vain
kuorman lähtiessä liikenteeseen.