Механические характеристики эд, их использование при выборе Эд и расчете эд.

Механической характеристикой ЭД называется зависимость его частоты вращения от вращающего или тормозного момента на валу или от потребляемого тока n=f(M) или п=f(J).

Почти все ЭД обладают тем свойством, что скорость их является убывающей функцией момента двигателя. Это относится почти ко всем обычным ЭД, применяемым в промышленности, т.е. к двигателям постоянного тока независимого последовательного и смешанного возбуждения, а также асинхронным бесколлекторным и коллекторным двигателем переменного тока.

Степень изменения скорости с изменением момента у разных двигателей различна и характеризуется жёсткостью их механических характеристик.

Жёсткость механической характеристики электропривода - это отношение разности электромагнитных моментов, развиваемых электродвигательным устройством, к соответствующей разности угловых скоростей электропривода, т.е.

Механические характеристики ЭД можно разделить на 4 основные категории.

1. Абсолютно жёсткая механическая характеристика (b=¥) - это характеристика, при которой скорость с изменением момента остаётся неизменной (кривая 1). Такой характеристикой обладают синхронные двигатели.

Механические характеристики двигателей.

2. Жёсткая механическая характеристика - это характеристика, при которой скорость с изменением хотя и уменьшается, но в малой степени. Жёсткой механической характеристикой обладают двигатели постоянного тока независимого возбуждения, а также асинхронные двигатели в пределах рабочей части механической характеристики (кривая 2).

3. Мягкая механическая характеристика - это характеристика, при которой с изменением момента скорость значительно изменяется. Такой характеристикой обладают двигатели постоянного тока последовательного возбуждения, особенно в зоне малых моментов (кривая 3). Двигатели со смешанным возбуждением могут быть отнесены ко 2-й и 3-й группам.

4. Абсолютно мягкая характеристика (b=0) - это характеристика, при которой момент двигателя с изменением частоты вращения остаётся неизменным (прямая 4). Такой характеристикой обладают, например, ДПТ независимого возбуждения при питании их от источника тока или при работе в замкнутых системах электропривода в режиме стабилизации только якоря.

Принято подразделять все характеристики на естественные и искусственные.

Естественными называют характеристики, если двигатель питается номинальным напряжением (с номинальной частотой (для двигателей переменного тока)), без подключения к его обмоткам добавочных сопротивлений.

Если хотя бы одно из этих условий нарушается, полученная характеристика называется искусственной.

Изменение момента сопротивления на валу двигателя приводит к тому, что скорость двигателя и момент, который он развивает, могут автоматически меняться и привод будет устойчиво работать при другой скорости с новым значением момента.

Для восстановления равновесия между изменившимся моментом сопротивления и моментом двигателя во всех неэлектрических двигателях требуются специальные регуляторы, которые воздействуют на источник энергии соответственно увеличивая или уменьшая подачу энергии (воды, пара, топлива). В ЭД роль автоматического регулятора выполняет ЭДС двигателя.

Пример:

Механическая характеристика двигателя постоянного тока с независимым возбуждением и приводимого им механизма.

1 - момент сопротивления конвейера на х.х..

2 - момент сопротивления конвейера под нагрузкой.

3 - верхняя характеристика ДПТ.

В начале, на х.х. Двигатель работает со скоростью w.

С усилением нагрузки двигатель тормозится, скорость его снижается. Благодаря чему снижается ЭДС.

При уменьшении ЭДС, возрастает ток в якорной цепи и момент, развиваемый двигателем.

Рост момента двигателя продолжается до тех пор, пока не наступит равновесие моментов М и М2 (точка w2).

Эта точка также является общей для механической характеристики конвейера (2) и механической характеристики двигателя (3).