2.3. Совместная работа электродвигателя и

рабочего механизма

В общем случае движение электропривода может проис­ходить в двух режимах - установившемся, при котором скорость движения неизменна (или, в частном случае, рав­на нулю), и переходном (динамическом), характеризующемся изменением скорости.

Условием установившегося вращательного движения в 000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 соответствии с (1.5) является равенство моментов двига­теля и приведенного момента нагрузки М=М_С, т.е. равенство нулю динамического момента М_дин. Проверка выполнения этого условия обычно осуществляется графиче­ски с помощью меха- нических характеристик двигателя и исполнительного органа.

Неустановившееся механическое движение электропри­вода возникает во всех случаях, когда момент двигателя отличается от момента нагрузки, т. е.когда М_дин ≠ 0. Ха­рактер этого дви -

жения однозначно определяется законом изменения динамического момента, который, являясь функ­цией моментов двигателя и нагрузки, может зависеть от скорости, времени или положения исполнительного органа.

2.3.1. Механические характеристики рабочего

(производственного) механизма

Зависимость между приведенными к валу двигателя скоростью и моментом сопротивления механизма ω= f(М_с) называют механической характери­стикой производственного механизма.

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

20

М_с = М₀ + (М_с._н - М₀) (ω/ω_н)^{х -1}, (2.7)

где М_с — момент сопротивления производственного меха­низма при скорости ω; М₀ — момент сопротивления тре­ния в движущихся частях механма; М_С.Н — момент сопротив-ления при номинальной скорости ω_н; х — пока­затель степе-ни, характеризующий изменение момента сопро­тивления при изменении скорости.

Приведенная формула позволяет классифицировать ме­ханические характеристики производственных механизмов

ориентировочно на следующие основные категории:

1. Не зависимая от скорости механическая характеристика при х = 1. Такой характеристикой обладают, например, Подъемные краны, лебедки (рис.2.1)

ω 2. Линейно возрастающая

х=1 х= 2 механическая характеристика

при х = 2. Свойственна генера-

ω_н х=3 тору постоянного тока при ра-

боте его на постянный внеш

ний резистор.

3. Нелинейно-возрастаю-

. щая (параболическая) механи-

М₀ М_сн М ческая характеристика при

Рис. 2.1. Механические ха- х = 3. Это так называемая вен-

рактеристики рабочих ме- тиляторная нагрузка.

ханизмов. Механической характеристи-

кой электродвигателя называ- ется зависи­мость его угловой скорости от вращающего момента, т.е. ω =(М). 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 двигателям переменного тока. Однако степень изменения скорости с изменением момента у разных двигателей различна и характеризуется так называемой жесткостью их механических харак-

21

теристик. Жесткость механической характе­ристики электропривода — это отношение разности электромагнитных моментов, развиваемых элек­тродвигательным устройством, к соответствующей разности угловых скоростей электропривода,

т. е.

β = = (2.8) Обычно на рабочих участках механические характери­стики двигателей имеют отрицательную жесткость β< 0. Линейные механические характеристики обладают постоян­ной жест-

костью. В случае нелинейных характеристик их жесткость не постоянна и определяется в каждой точке как производная

момента по угловой скорости

β = (2.9)

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

β_с = (2.10)