Dämpningsmoment

Dämpningsmoment tillhandahålls av indikeringsinstrument. Dämpare är en generisk term som används för att identifiera alla mekanismer som används för absorption av vibrationsenergi , axelns vibrationsdämpning , mjukstart och överbelastningsskydd . För att kunna konstruera ett effektivt spjäll är det absolut nödvändigt att först beräkna dämpningsmomentet . Dämpningsmoment eller dämpningskrafter är hastighetsavvikelsen för en maskins elektromekaniska vridmomentavvikelse medan vinkelavvikelsen kallas synkroniserande vridmoment [1]. I ett mätinstrument är dämpningsmomentet nödvändigt för att få det rörliga systemet att vila för att indikera stadig reflektion på rimlig kort tid. Den existerar bara så länge som pekaren är i rörelse. Vid frånvaro av dämpningsmoment svänger visaren under en kort tidsperiod och kommer till ett stadigt läge och denna situation kallas under dämpning . Om dämpningskraften är för stor kommer visaren att stanna långsamt och detta kallas överdämpning. Dämpningsmoment är en fysisk process för att kontrollera ett systems rörelse genom att producera rörelse som motverkar den naturliga svängningen i ett system. I likhet med friktion verkar den bara när ett system är i rörelse och är inte närvarande om systemet är i vila. Dess primära syfte är att möjliggöra snabba och exakta avläsningar för ett oscillerande system. Istället för att tillåta ett föremål att oscillera med sin grundfrekvens för alltid, applicerar dämpningsmomentet en motverkande kraft som saktar ner svängningen tillräckligt för att en avläsning ska kunna göras. Även om dämpningsmoment används i många mätapparater är det inte något som har ett inställt värde, utan justeras istället utifrån en pekare som är avbildad på en graf av avböjningsmoment vs. tid. Dämpningsmoment är en integrerad del i mätningen av rörliga system på grund av dess förmåga att kontrollera svängningar.

Produktion

Det finns fyra olika sätt att producera dämpningsmoment, dessa inkluderar luftfriktionsdämpning, vätskefriktionsdämpning, virvelströmsdämpning och elektromagnetisk dämpning.

• Luftfriktionsdämpning skapas av en kolv som oscillerar in och ut ur en luftkammare. När kolven kommer in i kammaren orsakar den kompression, när den lämnar kammaren finns det en kraft som verkar tillbaka mot den. Denna metod används ofta i närvaro av ett relativt svagt elektriskt fält, eftersom luftfriktionsdämpning inte innebär användning av några elektriska komponenter som kan förvränga det elektriska fältet.
• Vätskefriktionsdämpning skapas genom att en skiva svänger in och ut ur vätska, vanligtvis olja, vilket gör att den alltid motverkar rörelse. Denna metod är mycket lik luftfriktionsdämpning, förutom att den istället för att ha luft i en kammare ersätts med vätska. Denna metod hindras av det faktum att den endast kan göras vertikalt, eftersom den kräver att vätskan är i upprätt läge.
• Virvelströmsdämpning är användningen av en virvelström och ett elektriskt fält för att skapa ett elektromagnetiskt vridmoment som motverkar rörelse. I denna metod är det producerade dämpningsmomentet proportionellt mot styrkan hos strömmen och magnetfältet. Denna metod är mycket effektiv, men den har baksidan av att förvränga ett svagt elektriskt fält.
• Elektromagnetisk dämpning skapas genom att en elektrisk ström skickas genom en magnetisk spole, vilket orsakar ett vridmoment som går emot spolens naturliga rörelse. Den har samma nackdel som virvelströmsdämpningen genom att den kan förvränga det elektriska fältet.

Används

Dämpningsmoment används för att möjliggöra snabb och exakt avläsning av ett föremål som genomgår oscillering. På grund av tröghet tenderar ett föremål i rörelse att stanna i rörelse, vilket kräver en motverkande kraft för att få det till sin slutliga svängningshastighet på kort tid. Dämpande vridmoment gör detta genom att motverka den naturliga svängningen, vilket gör att användaren kan få en exakt avläsning. Det används i de flesta experiment som involverar insamling av data från ett system som är i rörelse, som ett av de enda sätten att få korrekta data. Den har också många olika produktionsmetoder som beskrivs ovan, vilket gör att den kan användas i många modeller där en motverkande kraft krävs. Även om det, som nämnts ovan, finns vissa metoder för att skapa dämpningsmoment som endast är tillämpliga på ett system om det uppfyller de korrekta kraven.

Mått

Dämpningsmoment är en rörelse som inte tilldelas nummer medan den används, utan snarare testas och observeras med hjälp av en pekare i ett experiment. En pekare för en enhet är den del som visar dämpningsmomentet baserat på en graf av avböjningsmoment vs tid. Detta görs genom att ta hänsyn till både nedböjning och styrande vridmoment för att ge rätt mängd dämpningsmoment. Avböjningsmomentet är det som får visaren på maskinen att svänga, och det styrande vridmomentet är en motverkande kraft som stoppar visaren från att oscillera okontrollerat. Avböjningsmoment och styrande vridmoment fungerar på liknande sätt som en våg, genom att avböjningsmoment är vikten som trycks på vågen och det styrande vridmomentet är motvikten som används för att balansera ut den initiala vikten. För att få bra resultat är det mycket viktigt att dessa två krafter är lika med varandra.

Avböjning och kontroll av vridmomentproduktion

Avböjning och styrande vridmoment, liksom dämpningsmoment, mäts inte explicit utan kan skapas och därmed styras på olika sätt. Genom att skapa dessa två vridmoment kommer pekaren att röra sig på ett specifikt sätt som kan analyseras enligt nedan. Avböjningsmoment kan vara vilken typ av kraft som helst som initialt sätter systemet i rörelse. Reglerande vridmoment å andra sidan genereras av en mätanordning och är således inte en naturligt förekommande rörelse. Det finns två sätt att producera ett styrande vridmoment, fjäderkontroll och gravitationskontroll:

• Fjäderstyrning skapas genom användning av en styrfjäder som är ansluten till systemets pekare. När systemet rör sig vrids fjädern i motsatt riktning, vilket skapar ett vridmoment som direkt motverkar avböjningsmomentet.
• Tyngdkraftskontroll skapas genom att fästa små vikter på ett rörligt system, vilket genererar ett vridmoment baserat på avböjningsvinkeln, vilket är vinkeln bakåt- och framåttangenterna gör med varandra. Denna metod hindras av det faktum att den kräver att systemet är vertikalt så att vikterna kan påverkas av gravitationen.

När man analyserar avböjningen och kontrollerar vridmomentet finns det tre huvudkategorier, underdämpad, överdämpad och kritiskt dämpad. Om ett system är underdämpat kommer det inte att nå sin slutliga svängningshastighet i tid och kommer att svänga långsamt under en lång tidsperiod. Om det är överdämpat kommer systemet att svänga med en hastighet som är för långsam för att ge en korrekt avläsning. Slutligen, om den är kritiskt dämpad, har den lika mycket avböjning och styrande vridmoment, vilket gör att pekaren snabbt kan hitta rätt värde, utan att systemet svänger förbi det värdet. Kritiskt dämpad betyder att maskinen har rätt mängd dämpningsmoment och är redo att användas för experiment.

1. Power Engineering Society General Meeting, 2006. IEEE, 10.1109/PES.2006.1709001