- •1.Основные физические законы электромеханического преобразователя энергии.
- •1.1 Закон электромагнитной индукции.
- •1.2 Закон электромагнитного взаимодействия.
- •1.3 Законы электромеханики.
- •1.4 Сердечники магнитопроводов электрических машин.
- •1.5 Обмотки электрических машин.
- •1.6 Потери энергии и коэффициент полезного действия
- •1.7 Нагревание и охлаждение электрических машин
- •2. Трансформаторы
- •2.1 Назначение и общие сведения о трансформаторах.
- •2.2 Основы теории однофазного трансформатора. Режим холостого хода.
- •2.3 Векторная диаграмма трансформатора в режиме холостого хода.
- •2.4 Уравнения, схема замещения нагруженного однофазного трансформатора. (Рабочий режим).
- •2.5 Изображение векторной диаграммы приведенного трансформатора.
- •2.6 Опытное определение параметров схемы замечания трансформаторов. Опыты холостого хода и короткого замыкания.
- •2.7 Вторичное напряжение трансформатора. Внешняя характеристика.
- •2.8 Мощность потерь и к.П.Д. Трансформатора.
- •2.9 Магнитные системы трехфазных трансформаторов.
- •2.10 Схемы и группы соединений трёхфазных трансформаторов.
- •2.11 Параллельная работа трансформаторов.
- •2.12 Автотрансформаторы.
- •Специальные трансформаторы
- •2.13.1 Трансформаторы частоты.
- •2.13.2 Трансформатор числа фаз.
- •2.13.3 Трансформаторы для электрических печей.
- •2.13.4 Сварочные трансформаторы.
- •2.13.6 Трансформаторы звуковой и ультразвуковой частот. Реакторы.
- •2.13.7 Измерительные трансформаторы.
- •2.13.8 Трансформаторы тока.
- •2.13.9 Трансформаторы напряжения.
- •Асинхронные электрические машины.
- •3.1 Области применения. Конструкция асинхронных машин.
- •3.2 Обмотки асинхронных машин.
- •3.3 Энергетические диаграммы асинхронных машин.
- •3.4 Схема замещения трехфазной асинхронной машины.
- •3.5 Опытное определение параметров схемы замещения асинхронной машины.
- •3.6 Электромагнитный момент асинхронной машины.
- •3.7 Механические характеристики электрических машин и производственных механизмов
- •3.8 Совместная механическая характеристика электрического двигателя и производственного механизма.
- •3.9 Пуск асинхронных двигателей.
- •3.10 Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей.
- •3.11 Однофазные двигатели
- •3.12 Асинхронные машины автоматических устройств.
- •3.13 Специальные асинхронные машины.
3.7 Механические характеристики электрических машин и производственных механизмов
Электрическая машина предназначена для приведения в движение рабочих органов производственного механизма. Вместе они образуют электропривод.
При рассмотрении работы электродвигателя, приводящего в действие производственный механизм, необходимо, прежде всего, выявить соответствие механических характеристик производственного механизма характеристикам двигателя.
Различные производственные механизмы обладают различными механическими характеристиками. Теоретически их можно описать следующей эмпирической формулой:
где: – момент сопротивления производственного механизма при скорости ώ;
– момент сопротивления при скорости равной нулю;
- момент сопротивления при номинальной скорости;
- показатель степени, характеризуется изменением момента сопротивления при изменениях скорости.
Приведённая формула позволяет классифицировать механические характеристики производственных механизмов ориентировочно на следующие типы: (Рис. 3.16):
Рисунок 3.16 Механические характеристики произвольных механизмов:
-=0; 2) -=1; 3) -=2; 4) -= -1
1. Не зависящая от скорости механическая характеристика (прямая 1). При этом =0 и момент не зависит от скорости вращения. Такой характеристикой обладают подъёмные краны, лебёдки, поршневые насосы, нории.
2. Линейно – возрастающая механическая характеристика (прямая 2). В этом случае =1 и момент сопротивления линейно зависит от скорости ώ, увеличиваясь с её возрастанием, (ленточные транспортёры, конвейеры, генераторы с независимым возбуждением)
3. Нелинейно – возрастающая (параболическая) механическая характеристика (кривая 3). Этой характеристике соответствует =2, момент сопротивления Мс, здесь зависит от квадрата скорости. Механизмы, обладающие такой характеристикой, называют иногда механизмами с вентиляторным моментом. Такой характеристикой обладают: вентиляторы, центробежные насосы, сепараторы.
4. Нелинейно – спадающая механическая характеристика (кривая 4). При этом = -1 и Мс изменяется обратно пропорционально скорости, а мощность, потребляемая механизмом, остаётся постоянной (некоторые расточные, фрезерные и другие металлорежущие станки).
Приведенные характеристики не исчерпывают всех практически возможных случаев, но дают представление о характеристиках некоторых типичных производственных механизмов.
Почти все электродвигатели обладают тем свойством, что скорость их является убывающей функцией момента двигателя. Это обычно относится почти ко всем электродвигателям, применяемым в производстве, т.е. к двигателям постоянного тока параллельного возбуждения (шунтовым), последовательного (сириесного ) и смешанного возбуждения (компаундным), а также к асинхронным двигателям. Однако степень изменения скорости с изменением момента у разных двигателей различна и характеризуется, так называемой жёсткостью их механических характеристик, т.е. отношением разности моментов, развиваемых электродвигателем, к соответствующей разности угловых скоростей электропривода:
Механические характеристики электродвигателей по жесткости можно разделить на три основные категории (Рис. 3.17):
1. Абсолютно жёсткая механическая характеристика - это характеристика, при которой скорость с изменением момента остаётся неизменной (прямая 1 – механическая характеристика синхронного двигателя).
2. Жёсткая механическая характеристика - это характеристика, при которой с увеличением момента уменьшается скорость, но в малой степени (кривая 2). Такой характеристикой обладают двигатели постоянного тока независимого и параллельного возбуждения.
3. Мягкая механическая характеристика - это характеристика, при которой с изменением момента скорость изменяется значительно (кривая 3). Такой характеристикой обладают двигатели постоянного тока последовательного возбуждения. Двигатели смешанного возбуждения могут быть отнесены ко второй или третьей группе в зависимости то степени жёсткости механической характеристики.
Рисунок 3.17 Примеры механических характеристик некоторых электродвигателей: 1 - абсолютно жесткая; 2 - жесткая; 3 - мягкая.
Для асинхронного электродвигателя степень жёсткости в различных точках механической характеристики различны. Между критическими значениями моментов в двигательном и генераторном – режимах механическая характеристика асинхронного двигателя оказывается сравнительно жёсткой (Рис. 3.18).
Рисунок 3.18 Механическая характеристика асинхронного двигателя (упрощенная).