Механические характеристики производственных механизмов и электрических двигателей

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

Зависимость между приведенными к валу двигателя скоростью и моментом сопротивления механизма = f (Мс ) называют механической характери стикой производственно г о механизма.

Различные производственные механизмы обладают различными механическими характеристиками. Однако можно получить некоторые обобщающие выводы, если воспользоваться следующей эмпирической формулой для механической характеристики производственного механизма:

(2.16)

где М с - момент сопротивления производственного механизма при скорости ; М0 - момент сопротивления трения в движущихся частях механизма;

М - момент сопротивления при номинальной скорости ном; х – показатель степени, характеризующий изменение момента сопротивления при изменении скорости.

Приведенная формула позволяет классифицировать механические характеристики производственных механизмов ориентировочно на следующие основные категории:

1. Не зависящая от скорости механическая характеристика (прямая 1 на рис. 2.4). При этом х = 0 и момент сопротивления не зависит от скорости. Такой характеристикой обладают, например, подъемные краны, лебедки, механизмы подач металлорежущих станков, поршневые насосы при неизменной высоте подачи, конвейеры с постоянной массой передвигаемого материала. Сюда же могут быть отнесены с известным приближением все механизмы, у которых основным моментом сопротивления является момент трения, так как обычно в пределах рабочих скоростей момент трения изменяется мало.

2. Лиинейн о возрастающая механическ а я характеристика (прямая 2 на рис. 2.4).В этом случае х = 1 и момент сопротивления линейно зависит от скорости , увеличиваясь с ее возрастанием (для упрощения принято М0 = 0).

Такая характеристика получится, например, в приводе генератора постоянного тока с независимым возбуждением, если последний будет работать на постоянный внешний резистор.

3. Нелинейно возрастающая (параболическая) механическая характеристик а (кривая 3 на рис. 2.4). Этой характеристике соответствует х = 2; момент сопротивления М сздесь зависит от квадрата скорости. Механизмы, обладающие такой характеристикой, называют иногда механизмами с вентиля торным моментом, поскольку у вентиляторов момент сопротивления зависит от квадрата скорости. К механизмам, обладающим параболической механической характеристикой, относятся также центробежные насосы, гребные винты и т. п.

Рис. 2.4 Механические характеристики производственных механизмов.

4. Нелинейно-спадающаямеханическая характеристика (кривая 4 на рис. 2.4). При этом х = -1 и момент сопротивления М с изменяется обратно пропорционально скорости, а мощность, потребляемая механизмом, остается постоянной. Такой характеристикой обладают, например, некоторые токарные, расточные, фрезерные и другие металлорежущие станки, моталки в металлургической промышленности и т. п. Эти характеристики не исчерпывают всех практически возможных случаев, но дают представление о характеристиках некоторых типичных производственных механизмов.

Механической характеристикой электродвигателя называется зависимость его угловой скорости от вращающего момента, т.е. . Почти все электродвигатели обладают тем свойством, что скорость их является убывающей функцией момента двигателя.

Это относится почти ко всем обычным электродвигателям, применяемым в промышленности, т.е. к двигателям постоянного тока независимого, последовательного и смешанного возбуждения, а также к асинхронным бесколлекторным и коллекторным двигателям переменного тока. Однако степень изменения скорости с изменением момента у разных двигателей различна и характеризуется так называемой жесткостью их механических характеристик. Жесткость механической характеристики электропривода — это отношение разности электромагнитных моментов, развиваемых электродвигательным устройством, к соответствующей разности угловых скоростей электропривода, т. е.

. (2.17)

Обычно на рабочих участках механические характеристики двигателей имеют отрицательную жесткость . Линейные механические характеристики обладают постоянной жесткостью. В случае нелинейных характеристик их жесткость не постоянна и определяется в каждой точке как производная момента по угловой скорости

(2.18)

Понятие жесткости может быть применено и к механическим характеристикам производственных механизмов. Эти характеристики можно оценивать жесткостью

(2.19)

Date: 2015-05-22; view: 1114; Нарушение авторских прав