3.2 Электр қозғалтқыштардың және өндіріс механизмдерінің механикалық сипаттамалары. Қалыптасқан режимдер

Өндіріс механизмдерін жұмысқа келтіретін электр қозғалтқыш жұмысын қарастырғанда, ең алдымен электр қозғалтқыштың механикалық сипаттамалары өндіріс механизмдердің сипаттамаларына сәйкестігін анықтау керек.

Өндіріс механизмінің сипаттамасы деп, электр қозғалтқыш білігіне келтірілген жылдамдықпен механизмнің кедергі момент арасындағы тәуелділікті айтады, яғни:

=(М_).

Өндіріс механизмінің механикалық сипаттамасының эмпириялық формуласы:

_ = ₀+ (_ном - ₀) ( /_ном)^х (3.1)

мұнда: _ - өндіріс механизмнің жылдамдығы  тең кездегі кедергі моменті, Нм; М₀ - механизмнің жылжу бөліктері арасындағы қажалу кедергі моменті, Нм; (_ном - номиналды жылдамдық _ном - кезіндегі кедергі моменттің өзгеруін сипаттайтын дәреже.

Бұл (3.1) теңдеуі өндіріс механизмдерінің механикалық сипаттамаларын келесі категорияларға бөлуге болатынын көрсетеді.

а) жылдамдықтан тәуелсіз механикалық сипаттама (3.3-суреттегі 1 түзу сызық). Бұл жағдайда х=0, ал кедергі моменті М жылдамдықтан тәуелсіз. Мұндай сиаттамалары бар механизмдерге жататындар: көтеру крандар, лебедкалар, поршеньді сораптар, конвейерлер.

б) сызықты - өсетін механикалық сипаттама (2 түзу сызық). Бұл жағдайда х=1, ал кедергі моменті жылдамдыққа сызықты тәуелді өзгеріп өседі. Мұндай сипаттама тәуелсіз қоздырылатын тұрақты ток генераторда болады.

в) сызықсыз - өсетін механикалық сипаттама (3 қисық). Бұл сипаттама х=2 сәйкес, яғни кедергі моменті М жылдамдықтың квадратына тәуелді. Мұндай сипаттамалары бар механизмдерге жататындар: вентиляторлар (ауа үрлегіштер), ортадан тепкіш су сорғыштар.

г) сызықсыз түсетін механикалық сипаттама (4 қисық). Бұл жағдайда х=-1, ал кедергі моменті жылдамдыққа кері пропорционалды өзгереді және механизмнің тұтынатын қуаты тұрақты болады. Мұндай сипаттамалары бар механизмдерге жататындар: металл кескіш станоктар, металлургия өнеркәсіптерінде қолданатын орауыштар.

3.3-сурет. Өндіріс механизмдерінің механикалық сипаттамалары.

ЭҚ механикалық сипаттамасы деп - оның бұрыштық айналу жылдамдығы мен айналу моментінің арасындағы тәуелділікті атайды, яғни =(М).

ЭЖ-нің механикалық сипаттамасының қаттылығы деп, электр жетектің бұрыштық жылдамдығының айырмашылығына сәйкес келетін, электр-қозғалтқыштық құрылғылардан өндірілетін электрмагниттік моменттер айырмашылығының қатынасы, яғни:

 = (3.2)

ЭҚ-дың механикалық сипаттамаларын негізгі төрт түрге бөлуге болады:

а) абсолютгік қатты механикалық сипаттама (=0) - бұл сипаттамада момент өзгерген кезде жылдамдық тұрақты болып қалады. Мұндай сипаттама синхронды қозғалтқыштарда болады (1 түзу сызық);

б) қатты механикалық сипаттама-бұл сипаттамада, момент өзгерген кезде жылдамдық аз дәрежеде төмендейді. Мұндай сипаттама тәуелсіз қозғалтқыштарда және механикалық сипаттаманың жұмысшы бөлігіндегі жұмыс істейтін асинхронды қозғалтқыштарда болады (2 түзу сызық).

3.4-сурет ЭҚ-тардың механикалық сипаттамалары

в) жұмсақ механикалық сипаттама-бұл сипаттамада жылдамдық, момент өзгергенде едәуір төмендейді. Мұндай сипаттама тізбектей қоздырылатын тұрақты ток қозғалтқыштарында болады (3 қисық);

г) абсолюттік жұмсақ механикалық сипаттама (n =0) - бұл сипаттама кезінде, жылдамдық өзгерген кезде, қозғалтқыштың моменті тұрақты болып қалады. Мұндай сипаттама ЭЖ-нің бекітілген жүйелеріне жұмыс істейтін тәуелсіз қоздырылатын тұрақты ток қозғалтқыштарда болады.

ЭҚ және өндіріс механизм қалыптасу режимде жұмыс істейтін механизмнің кедергі моментімен ЭҚ айналдыру моменттері сәйкес болуы керек, яғни М=М_К.

ЭҚ-тың білігіндегі кедергі момент өзгерген кезде, оның жылдамдығы және моменті автоматты өзгеруі мүмкін, ал ЭЖ басқа жылдамдықпен және жаңа пайда болған айналдыру моментімен орныкты жұмыс істейді. Бұл жағдайда автоматты реттеуіш ретінде ЭҚ ЭҚК-і қолданылады. Бұл жағдайды 3.5-суреттегі келтірілген тәуелсіз қоздырылатын тұрақты ток қозғалтқышының механикалық сипаттамасы 3 және өндіріс механизмінің (мысалы конвейердің) 1 және 2 сипаттамалары арқылы көрсетуге болады. 1 сипаттама - конвейердің бос жүріс кезіндегі кедергі моментіне сәйкес. 2 сипаттама - конвейердің жүктелген кезіндегі кедергі моментіне сәйкес.

Бастапқы бос жүріс кезінде М = М₁, ал жылдамдық ₁ тең. Жүктеме өскен кезде жылдамдық азаяды, ал оған сәйкес ЭҚК-те азаяды. Сол себептен якорь тоғы, ал онымен бірге моментте өседі. ЭҚ-тың моменттерінің теңдігі М = М₂ - ге дейін өседі (₂ нүкте). Бұл жаңа нүкте конвейердің механикалық сипаттамасына (2) және ЭҚ-тың механикалық сипаттамасына (3) ортақ болады.

3.5-сурет. ЭҚ-тың және өндіріс механизмінің механикалық сипаттамалары.

Статикалық тұрақтылық дегеніміз, тұрақталған режимдегі жетек жұмысы, кездейсоқ әсерден жылдамдықтың тұрақталған мәнінен ауытқуы кезінде жетек тұрақталған режим нүктесіне қайтып келуі.

Егерде тұрақталған режим нүктесінде мына шарт орындалса:

< 0 (3.3)

электр жетегі статикалық тұрақты немесе:

 - _с  0, (3.4)

Мысал ретінде тұрақты кедергі моментпен жүктелген асинхрондық қозғалтқышты қарастырайық. Бұл жағдайда  нүктесінде:

 0, яғни режим тұрақты; ал  нүктесінде

 0, яғни режим тұрақсыз.

3.6-сурет. Тұрақты кедергі момент кезіндегі ЭЖ-тің статикалық тұрақтылығын анықтау.