Механические характеристики электродвигателей

Механические характеристики электродвигателя бывают есте­ственными или искусственными. Естественная механическая ха­рактеристика соответствует ра­боте электродвигателя при номи­нальных параметрах питающей сети, нормальной схеме включе­ния и отсутствии добавочных со­противлений в цепях двигателя. Искусственная механическая ха­рактеристика соответствует ра­боте двигателя при параметрах питающей сети, отличных от но­минальных, или при введении добавочных сопротивлений в цепь двигателя.

Рис. .2.1. Механические характе­ристики

Все механические характеристики двигателей отличаются друг от друга своим наклоном, т. е. изменением угловой скоро­сти вращения с изменением нагрузки на его валу. Поэтому для сравнения их между собой и для количественной оценки изме­нения угловой скорости вращения с изменением нагрузки вве­дено понятие модуля жесткости механической характеристики, которая определяется отношением приращения момента к при­ращению угловой скорости:

или в относительных единицах

где М* =М/Мном—относительное значение момента двигателя;

ω* = ω/ω_ном — относительное значение угловой скорости; М_ном, ω_ном — номинальные значения момента и угловой скорости дви­гателя.

Введенный модуль жесткости позволяет все механические характеристики двигателей разбить на следующие группы:

а) абсолютно жесткие, характеризующиеся постоянством угловой скорости независимо от нагрузки; их жесткость β = ∞ (рис. 2.1, прямая 1);

б) жесткие, характеризующиеся незначительным снижением угловой скорости при увеличении нагрузки; их жесткость β = (40—10) % (рис. 2.1, прямая 2);

в) мягкие, характеризующиеся значительным изменением угловой скорости с увеличением нагрузки; их жесткость β ≤ 10% (рис. 2.1, прямая3).

Режимы работы электропривода.

В процессе выполнения рабочим механизмом технологиче­ской операции электрическая машина создает как движущий, так и тормозной моменты.

Д ля создания движущего момента электрическая машина работает в двигательном режиме, сопровождающемся преобра­зованием электрической энергии в механическую на валу в виде вращающего момента, который и приводит в движение рабочий механизм.

В этом случае направление момента двигателя совпадает с направлением его вращения и механическая характеристика в системе координат изображается в 1-ом квадранте (ω>0; М>0) для одного направления вращения и в 111-ем квадранте (ω<0; М<0)—для другого направления вращения (рис. 2.2). Момент сопротивления рабочего механизма в этом случае является реактивным.

Для создания тормозного момента электрическая машина должна работать в генераторном режиме, сопровождающемся преобразованием механической энергии на валу в электрическую. Момент на валу электрической машины в этом случае направлен против движения, т.е. является тормозным и его механическая характеристика в системе координат ω (m) изо­бражается во 11-ом квадранте (ω>0, М<0) для одного направ­ления вращения и в IV-ом квад­ранте (ω<0, М>0)—для другого направления вращения. Момент статического сопротивления рабо­чего механизма в этом случае дол­жен быть активным.

Механические характеристики рабочих механизмов могут изобра­жаться только во 11-ом или IV-ом квадрантах (рис. 2.2) для реактивного момента и во 11-ом и 111-ем или в 1-ом и iv-om — для активного момента.

Лекция 3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ДВИГАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА.

Электродвигатели постоянного тока по способу возбуждения делятся на четыре группы:

• Электродвигатели с независимым возбуждением;

• Электродвигатели с параллельным возбуждением;

• Электродвигатели с последовательным возбуждением;

• Э лектродвигатели со смешанным возбуждением;

Электродвигатель независимого возбуждения имеет обмотку возбуждения ОВ с сопротивлением R_ОВ и обмотку якоря Я с сопротивлением R_Я. Эти обмотки подключаются к независимым источникам тока через регулировочное сопротивление R_В и пусковое сопротивление R_p. (рис. 6.1. а)

Электродвигатель параллельного возбуждения имеет обмотку возбуждения ОВ с сопротивлением R_ОВ и обмотку якоря Я с сопротивлением R_Я. Эти обмотки подключаются к сети параллельно через регулировочное сопротивление R_В и пусковое сопротивление R_p. (рис. 6.1. б).

Э лектродвигатель последовательного возбуждения имеет обмотку возбуждения ОВ с сопротивлением R_ОВ и обмотку якоря Я с сопротивлением R_Я. Эти обмотки подключаются к сети последовательно через реостат R_Р. Вследствие этого поток возбуждения зависит от тока якоря, т.е. от нагрузки. (рис. 6.2. а)

Электродвигатель смешанного возбуждения кроме обмотки якоря имеет две обмотки возбуждения – последовательную и параллельную.

Каждый вид двигателя имеет свои особенности механической характеристики: двигатели с независимым и параллельным возбуждением имеют жесткую естественную характеристику, которая может быть смягчена путем увеличения сопротивления реостатов R_р и R_в; двигатель со смешанным возбуждением при малых нагрузках имеет большую крутизну механической характеристики, а при больших – характеристика выполаживается и превращается почти в прямолинейную; механическая характеристика двигателей смешанного возбуждения имеет промежуточную форму между характеристиками двигателей параллельного и последовательного возбуждения, приближаясь к той или иной, в зависимости от соотношения ампервитков обмоток.