Установившееся движение электропривода и его устойчивость

Когда мы рассматривали одно массовую расчётную схему механической части электропривода, то определили понятие динамического момента. При установившемся движении динамический момент будет равен нулю, следовательно, справедливо условие M=Mс. Данное условие можно проверить не только аналитически, но и при помощи механических характеристик электродвигателя и ИО РМ.

Механическая характеристика электродвигателя для вращательного движения показывает зависимость угловой скорости от момента (M), для поступательного движения – линейной скорости от усилия (M). Существует естественная и искусственные механические характеристики. Естественная механическая характеристика определяет режим работы с номинальными параметрами (схема включения, питающее напряжение), данными в паспорте электродвигателя заводом – изготовителем, и является единственной для данного двигателя. Примеры естественных характеристик для разных видов электродвигателей показаны на рисунке слева, где

1. Синхронный электродвигатель,

2. Электродвигатель постоянного тока с независимым возбуждением,

3. Асинхронный электродвигатель,

4. Электродвигатель постоянного тока с последовательным возбуждением.

На данной характеристике отмечена точка с координатами ном:Mном, которая определяет номинальный режим электродвигателя. Если в цепь электродвигателя включают другие элементы (конденсаторы, резисторы, реакторы), напряжение питания не соответствует номинальному или изменена схема включения, то естественно, что механическая характеристика будет отличаться от естественной. Данные характеристики называют искусственными и их у электродвигателя может быть бесконечное множество. Так как данные включения используют для регулирования параметров электродвигателя (скорости, момента, положения, тока), то их так же называют регулировочными характеристиками.

Механическая характеристика ИО РМ для вращательного движения показывает зависимость угловой скорости ио от момента Mио, возникшего при движении, а для поступательного движения – линейной скорости ио от Mио. После приведения данных величин к валу электродвигателя получают механическую характеристику ИО РМ с зависимостью угловой скорости электродвигателя от момента нагрузки Mс. Примеры механических характеристик ИО РМ изображены на рисунке справа, где

1. Механизм главного движения металлообрабатывающего станка;

2. Транспортёр, механизм подачи станка;

3. Подъёмный механизм;

4. Центробежные насосы, вентиляторы, компрессоры.

В действительности, реальные характеристики ИО РМ более сложные и обычно сочетают зависимости, изображённые на рисунке.

Моменты нагрузки по характеру действия разделяют на реактивные и активные. Реактивный момент всегда меняет свой знак с переменой направления движения, так как противодействует этому движению. Этот момент в основном обусловлен силами трения. Характеристика 2, представленная на механической характеристике ИО РМ, является примером зависимости реактивного момента. Активный момент не меняет знак с переменой направления движения. Данные моменты возникают под действием потенциальных сил (сила упругой деформации, притяжения Земли). Характеристика 3, изображённая на механической характеристике ИО РМ, служит примером зависимости активного момента.

Чтобы количественно оценить механические характеристики электродвигателя и ИО РМ используют такой параметр, как жёсткость:

=dM/d M/.

Таким образом, характеристика 1 синхронного электродвигателя является абсолютно жёсткой (=), характеристика 3 асинхронного двигателя имеет как положительную, так и отрицательную жёсткости, у характеристики 3 грузоподъёмных механизмов жёсткость нулевая (=0).

Если совместить характеристики электродвигателя (Д)и ИО РМ (ИО) в тех же квадрантах, как изображено на рисунке ниже, то точки 1 и 2, в которых пересекаются эти характеристики, соответствуют равенству моментов электродвигателя M и ИО РМ Mс, являющегося моментом установившегося движения Mуст, т. е. Mуст=Мс=M. Этому моменту будут соответствовать установившиеся угловые скорости уст1 и уст2.

Если механические характеристики электродвигателя и ИО РМ заданы уравнениями, то используют аналитический способ, заключающийся в совместном решении этих уравнений, которое при условии, что М=Мс определяет уст. При подстановке полученного значения уст в любое из уравнений получим Mуст.

Поиск по сайту: