1.4. Механічні характеристики виробничих механізмів і

електричних двигунів

Залежність між приведеними до вала двигуна швидкістю і мо-ментом сил опору виробничого механізму називається механічною характеристикою механізму.

Економічність роботи електродвигунів залежить від відповідно-сті механічної характеристики виробничого механізму механічній характеристиці двигуна.

Різні механізми мають різні механічні характеристики, але біль-шість з них можна представити наступною формулою:

, (1.8)

д е – момент сил опору при швидкості ; – момент опору тертя в рухомих частинах механізму; – момент сил опору при номінальній швидкості ; х –

показник степеня, який показує зале-жність момента сил опору від швидкості.

Залежність (1.8) дозволяє визначити такі основні групи виробничих механізмів:

1. При х = 0

, (1.9)

т

Рис. 1.4. Механічні характеристи-ки виробних механізмів

обто момент сил опору не залежить від швидкості (рис.1.4, пряма 1). Таку характеристику мають механізми під-німання вантажу, поршневі помпи при сталій висоті подачі рідини, транспортери при сталій масі матеріалу, що переміщується, тощо.

2. При х = 1 механічна характеристика є лінійно-наростаючою (рис.4, пряма 2) і описується рівнянням

. (1.10)

Таку характеристику має генератор постійного струму незалежного збудження, який працює на сталий електричний опір.

3. При х = 2 є нелінійною (рис.1.4, крива 3). Її рівняння

. (1.11)

Таку характеристику мають вентилятори, відцентрові помпи, гребні гвинти та інші механізми. Її часто називають вентиляторною або параболічною характеристикою.

4. При х = -1 . (1.12)

Залежність (1.12) має вид гіперболи і вона характерна для моталок, момент на валу яких , розточних, фрезерних та інших верстатів (рис.1.4, крива 4).

Для таких механізмів як мішалки, млини, дробарки та інші показник х знаходиться в межах в залежності від механіч-них властивостей матеріалу.

Механічною характеристикою електродвигуна називається за-лежність швидкості від обертового електромагнітного моменту . Всі електродвигуни, крім синхронного, мають здатність зменшувати швидкість зі збільшенням моменту навантаження. Але ступінь зміни швидкості різна і її оцінюють за величиною жорсткос-ті механічної характеристики.

Жорсткість механічної характеристики електропривода – це відношення різниці електромагнітних моментів, які розвиває дви-гун, до відповідної різниці швидкостей, як показано на рис.1.5, тобто

. (1.13)

На робочій ділянці характеристики жорсткість від’ємна . Якщо характеристика лінійна, то жорсткість стала . При нелінійній залежності жорсткість не є сталою і її визначають у кожній точці як похідну моменту від швидкості:

. (1.14)

Поняття жорсткості використовують і для оцінки механічних характеристик виробничих механізмів. Тоді

або . (1.15)

В залежності від жорсткості механічні характеристики поді-ляють на чотири основні групи:

1. Абсолютна жорстка механічна характеристика – це характеристика, коли швидкість зі зміною момента не змінються. Таку характеристику мають синхронні двигуни (пряма 1 на рис.1.5).

2. Жорстка механічна характеристика характеризується малим зменшенням швидкості при збільшенні моменту (крива 2 на рис.1.5). Таку характеристику мають двигуни постійного струму незалежного збудження та асинхронні двигуни на робочій частині характеристики (пряма 2 на рис.1.5).

3 . Мягка механічна характе-ристика характеризується тим, що зі зміною моменту значно змі-нюється швидкість. Таку характе-ристику мають двигуни постій-ного струму послідовного збуд-ження (крива 3 на рис.1.5).

4

Рис.1.5. Механічні характеристики

електричних двигунів

. Абсолютно мягка характе-ристика – це така характеристика, при якій момент двигуна при зміні швидкості не змінюється . Таку механічну характе-ристику мають двигуни постійно-го струму при живленні їх від джерела струму або при роботі в системах стабілізації моменту (пряма 4 на рис.1.5).