Механические характеристики электродвигателей

 

Механической характеристикой электродвигателя называется зависимость скорости от электромагнитного момента, развиваемого электродвигателем в установившемся режиме, то есть w = f (M). Механические характеристики электродвигателей могут быть представлены как M = f(w). Различают естественную и искусственную характеристики электродвигателей. Естественная характеристика соответствует основной схеме включения электродвигателя и номинальным параметрам питающего напряжения.

Если двигатель включен не по основной схеме, или в его электрические цепи включены дополнительные элементы, или же двигатель питается напряжением с неноминальными параметрами, то он будет иметь искусственные характеристики. Таких характеристик может быть сколь угодно много; иногда они называются регулировочными.

Качественно механические характеристики электродвигателя оцениваются жесткостью b, определяемой как

 

b = dM/dw @ DM/Dw (1.2)

Используя этот показатель, можно оценивать характеристику 1 синхронного электродвигателя на рис. 5 как абсолютно жесткую (b = ), характеристику асинхронного электродвигателя 3 – как имеющую переменную жесткость, характеристику 2 электродвигателя постоянного тока независимого возбуждения как жесткую, характеристику 4 электродвигателя постоянного тока последовательного возбуждения – как мягкую.

 

w

 

 

1

2

 

4

3

 

 

М

Рис.1.7. Механические характеристики электродвигателей.

 

Используя механические характеристики исполнительных органов и электродвигателей можно выполнять проверку условия установившегося движения электропривода. Для этого в одном квадранте совмещаются характеристики электродвигателя 1 и исполнительного органа 2 (рис.1.8). Точка А пересечения этих характеристик, в которой моменты двигателя и исполнительного органа равны, соответствует установившемуся движению со скоростью w . В зависимости от вида механических характеристик движение может быть устойчивым или неустойчивым. Под устойчивостью понимается свойство системы «двигатель–исполнительный орган» поддерживать движение со скоростью w при возможных отклонениях от нее. Предположим, что по какой –то причине скорость электропривода повысилась до w . Из характеристик видно, что при скорости w момент нагрузки М больше момента двигателя М , т.е. М < М . При этом начнется процесс торможения, который завершится при скорости w . При снижении скорости возникнет положительный динамический момент, и скорость будет возрастать, пока не достигнет w . Таким образом, система «двигатель-исполнительный орган с изображенными на рис.6 механическими характеристиками обладает свойством возвращаться к скорости установившегося движения при возможных отклонениях от нее, т.е. движение в такой системе является устойчивым.

Проверка на устойчивость движения может быть выполнена аналитически, с использованием понятия жесткости характеристик. Движение устойчиво при выполнении условия

b - b < 0, или b < b , (1.3)

где b и b - соответственно жесткости механических характеристик двигателя и исполнительного органа.

 

 

w

w 2

w А

 

w

 

1

 

 

М

М М М М M

 

Рис.1.8. Определение скорости установившегося движения

и статической устойчивости работы электропривода.