Механические характеристики электродвигателей

При рассмотрении работы электродвигателя. Приводящего в действие производственный механизм, необходимо, прежде всего, выявить соответствие механических свойств двигателя характеристике производственного механизма, поэтому для правильного проектирования и экономичной эксплуатации электропривода необходимо изучить эти характеристики.

Механическая характеристика электродвигателя – зависимость его частоты вращения от вращающего момента или .

Степень изменения частоты вращения ( ) с изменением момента у различных типов электродвигателей неодинакова. Величина, характеризующая это изменение называется жесткостью механической характеристики ( ).

или

Механически характеристики электродвигателей можно разделить на три основные категории в зависимости от жесткости ( ).

Абсолютно жесткая характеристика – это характеристика, при которой частота вращения с изменением момента остается неизменной. Например, синхронный двигатель (кривая 1).

Жесткая механическая характеристика – это характеристика, при которой частота вращения с изменением момента хотя и падает, но в малой степени. Например, двигатель постоянного тока независимого возбуждения (кривая 3) и асинхронный двигатель (кривая 2).

Мягкая механическая характеристика – это характеристика, при которой происходит значительное изменение частота вращения с изменением момента. Например, двигатель постоянного тока смешанного возбуждения (кривая 4) и последовательного возбуждения (кривая 5).

Механические характеристики производственных механизмов

Зависимость между скоростью (частотой) вращения и моментом сопротивления механизма называют механической характеристикой производственного механизма.

Прямая 1 – характеристика не зависит от частоты вращения, такой характеристикой обладает подъемные краны, лебедки, механизм подачи металлорежущих станков, то есть механизмы, у которых основной момент – момент трения.

где: - момент сопротивления.

Прямая 2 – линейно-возрастающая механическая характеристика такой характеристикой обладает генератор независимого возбуждения.

или .

Кривая 3 – нелинейно-возрастающая характеристика.

или ,

где: х=2 – вентилятор,

х=3 – насос.

Кривая 4 – нелинейно-спадающая механическая характеристика, при этом момент сопротивления изменяется обратно пропорционально частоте вращения, а мощность, потребляемая механизмом, остается постоянной (например: некоторые токарные и фрезерные станки).

или .

Все эти четыре вида механических характеристик могут быть описаны эмпирической формулой Бланка:

,

где: - момент сопротивления производственного механизма;

- момент сопротивления трения в движущихся частях механизма;

- момент сопротивления при номинальной угловой скорости ;

х – показатель степени, порядковый номер характеристика.

Различают два вида статических моментов и нагрузок: реактивные и активные.

Реактивными моментами обладает почти все механизмы моменты которых препятствуют движению.

Например: характерным примером реактивных моментов являются моменты и силы трения. В этих механизмах моменты и силы сопротивления направлены против движения.

Лишь небольшая группа механизмов может создавать активные моменты. Эти механизмы могут не только препятствовать движению, но и при определенных условиях и сами проводить в движение систему.

Например: характерным механизмом с активным моментом являются лебедки. В этих механизмах момент имеет одно направление и не меняется с изменением направления вращения.