Elektros variklių ir gamybos mechanizmų mechaninės charakteristikos

Projektuojant elektrinę pavarą, elektros variklis turi būti parinktas taip, kad jo mechaninės charakteristikos atitiktų gamybos mechanizmo mechanines charakteristikas. Mechaninės charakteristikos parodo kintamųjų ryšį pastovioje būsenoje.

Mechanine mechanizmo charakteristika vadinama santykio tarp kampinio greičio ir mechanizmo pasipriešinimo momento, redukuoto iki variklio veleno) ω = f (Mc).

Ryžiai. 1. Mechaninės mechanizmų charakteristikos

Tarp visų rūšių yra keletas būdingų mechanizmų mechaninių charakteristikų tipų:

1. Būdingas su pasipriešinimo momentu, nepriklausomu nuo greičio (1 pav. tiesia linija). Nuo greičio nepriklausoma mechaninė charakteristika brėžiama kaip tiesi linija, lygiagreti sukimosi ašiai, šiuo atveju vertikali. Tokią charakteristiką turi, pavyzdžiui, kranai, gervės, stūmokliniai siurbliai su pastoviu tiekimo aukščiu ir kt.

2.Charakteristika, kurios pasipriešinimo momentas tiesiškai priklauso nuo greičio (2 eilutė 1 pav.). Ši priklausomybė būdinga, pavyzdžiui, nepriklausomai sužadinamo nuolatinės srovės generatoriaus, veikiančio esant pastoviai apkrovai, pavarai.

3. Būdingas su netiesiniu sukimo momento padidėjimu (3 kreivė 1 pav.). Tipiški pavyzdžiai yra ventiliatorių, išcentrinių siurblių, sraigtų veikimas. Šiems mechanizmams momentas Mc priklauso nuo kampinio greičio ω kvadrato... Tai yra vadinamasis. parabolinė (ventiliatoriaus) mechaninė charakteristika.

4. Būdinga netiesiškai mažėjančiam pasipriešinimo momentui (4 kreivė 1 pav.). Čia pasipriešinimo momentas yra atvirkščiai proporcingas sukimosi greičiui. Tokiu atveju galia išlieka pastovi visame mechanizmo veikimo greičio diapazone. Pavyzdžiui, kai kurių metalo pjovimo staklių pagrindinio judėjimo (tekinimo, frezavimo, gręžimo) mechanizmuose momentas Mc keičiasi atvirkščiai proporcingai ω, o mechanizmo suvartojama galia išlieka pastovi.

Elektros variklio mechaninės charakteristikos vadinamos jo kampinio greičio priklausomybe nuo sukimo momento ωd = f (M). Čia reikia turėti omenyje, kad momentas M ant variklio veleno, nepriklausomai nuo sukimosi krypties, turi teigiamą ženklą - judėjimo momentą. Tuo pačiu metu pasipriešinimo momentas Mc turi neigiamą ženklą.

Kaip pavyzdžiai, pav. 2 parodytos mechaninės charakteristikos: 1 — sinchroninis variklis; 2 — nuolatinės srovės variklis su nepriklausomu sužadinimu; 3 — nuolatinės srovės variklis su nuosekliu žadinimu.

Ryžiai. 2. Elektros variklių mechaninės charakteristikos

Elektrinės pavaros mechaninių charakteristikų savybėms įvertinti naudojama būdingo standumo sąvoka.Mechaninės charakteristikos standumą lemia išraiška

β = dM / dω

kur dM — variklio sukimo momento pokytis; dωd — atitinkamas kampinio greičio pokytis.

Tiesinėms charakteristikoms β reikšmė išlieka pastovi, netiesinėms priklauso nuo veikimo taško.

Naudojant šią koncepciją, funkcijos, parodytos fig. 2, galima kokybiškai įvertinti taip: 1 — absoliučiai standus (β = ∞); 2 — kietas; 3 - minkštas.

Visiškai sudėtinga charakteristika - variklio sukimosi greitis išlieka nepakitęs, kai variklio apkrova keičiasi nuo nulio iki nominalios. Šią charakteristiką turi sinchroniniai varikliai.

Standžios charakteristikos – sukimosi greitis mažai keičiasi, kai apkrova keičiasi nuo nulio iki nominalios. Šią charakteristiką turi lygiagrečiai sužadinamas nuolatinės srovės variklis, taip pat indukcinis variklis charakteristikos linijinės dalies srityje.

Standžiąja charakteristika laikoma ta, kurioje greičio pokytis neviršija maždaug 10 % vardinio sūkių skaičiaus, kai apkrova pakeičiama iš nulio į vardinį.

Minkšta charakteristika – variklio greitis labai pasikeičia esant santykinai nedideliems apkrovos pokyčiams. Šią charakteristiką turi nuolatinės srovės variklis su nuosekliu, mišriu arba lygiagrečiu sužadinimu, bet su papildoma varža armatūros grandinėje, taip pat asinchroniškai su varža rotoriaus grandinėje.

Daugeliui gamybos mechanizmų naudojami asinchroniniai varikliai su voverės narveliais, kurie pasižymi standžiomis mechaninėmis savybėmis.

Visos mechaninės elektros variklių charakteristikos skirstomos į natūralias ir dirbtines.

Natūralios mechaninės charakteristikos reiškia variklio darbo sąlygas su vardinėmis parametrų vertėmis.

Pavyzdžiui, lygiagrečiai sužadinamam varikliui galima nubraižyti natūralią charakteristiką tuo atveju, kai armatūros įtampa ir sužadinimo srovė turi vardines vertes ir armatūros grandinėje nėra papildomos varžos.

Natūrali indukcinio variklio charakteristika atitinka variklio statoriaus tiekiamos kintamosios srovės vardinę įtampą ir vardinį dažnį, jei rotoriaus grandinėje nėra papildomos varžos.

Taigi kiekvienam varikliui galima sukurti tik vieną natūralią charakteristiką ir neribotą skaičių dirbtinių. Pavyzdžiui, kiekviena nauja nuolatinės srovės variklio ar asinchroninio variklio rotoriaus grandinės armatūros varžos vertė turi savo mechanines charakteristikas.