Установившееся движение ЭП и его устойчивость.

Для одномассовой системы установившееся движение ЭП будет определяться равенством моментов:

М М_С= J * M = M_C

Поверка выполнения этого условия может производится аналитическим методом или с помощью механических характеристик двигателя и ИО РМ.

Механической характеристикой называется зависимость его скорости от развиваемого момента (при вращательном движении) или зависимость его скорости от усилия (при поступательном движении).

Естественной характеристикой называется характеристика которая соответствует основной схеме включения и номинальным или паспортным данным(если нет дополнительных сопротивлений).

Искусственная характеристика – это характеристика которая получается при изменении каких-либо номинальных параметров двигателя (изменение напряжения, тока, сопротивления).

Механическая характеристика ИО РМ – это зависимость скорости от возникающего при его движении усилия или момента.

а) двигателей

1) синхронного; 2) постоянного тока с независимым возбуждением; 3) асинхронного; 4) постоянного тока с последовательным возбуждением.

б) ИО РМ

5) механизма главного движения металлообрабатывающего станка; 6) транспортёра; 7) подъёмного механизма; 8) центробежных насосов. вентиляторов и компрессоров.

По характеру действия моменты нагрузки бывают активные и реактивные.

Активный момент имеет постоянное независящее от скорости направление своего действия. Также момент создаётся потенциальными силами, к которым относятся такие силы как сила притяжения земли, сила упругих деформаций.

Реактивный момент создаётся силами трения или силами, которые противодействуют движению и поэтому его знак изменён в соответствии с направлением движения.

Количество механических характеристик двигателя и ИО РМ определяется жёсткостью механических характеристик:

= =

Таким образом жёсткость, синхронного двигателя будет иметь значение бесконечности, а характеристика будет абсолютно жёсткой:

CD : =

Характеристика асинхронного двигателя (АД) будет иметь и положительные и отрицательные значения, поэтому жёсткость равна нулю. А характеристика будет иметь мягкий характер:

AD : =0

У двигателя постоянного тока жёсткость характеристики зависит от способа возбуждения двигателя.

Для определения установившегося движения двигателя на одной и той же плоскости координат строят механическую характеристику двигателя и характеристику ИО РМ.

Точки пересечения 1 и 2 двигателя и ИО РМ будут соответствовать установившемуся движению ЭП со скоростями ω_уст1, ω_уст2 и моментом М_уст=М_с.

Аналитический способ определения установившегося движения применяется в тех случаях, когда механические характеристик двигателя и ИО РМ заданы в виде уравнений. Эти уравнения совместно решаются при условии равенства моментов М=М_с и получается искомая установившееся скорость ω_уст. Подстановка установившейся скорости в любое из уравнений механической скорости позволяет получить значение установившегося момента. Таким образом, видом механических характеристик двигателя и ИО РМ определяется устойчивость установившегося движения ЭП.

Под устойчивостью понимается свойство системы двигатель – ИО РМ, поддерживать движение с установившейся скоростью при возможных небольших отклонениях от неё.

Проверка на устойчивость движения может быть выполнена с помощью жесткостей механических характеристик. Если выполняется условие _c, то движение устойчивое.

_c – жёсткость ИО РМ; – жёсткость двигателя

9.Механической характеристикой электродвигателя называется зависимость его угловой скорости от вращающего момента ωд = f(M).Здесь следует иметь ввиду, что момент М на валу двигателя независимо от направления вращения имеет положительный знак - момент движущий. Вместе с тем момент сопротивления Мс имеет знак отрицательный.

Реактивный момент, его еще называют моментом сухого трения – это момент от сжатия аморфных тел, трения, резания и т.п., характеризующий переход от состояния покоя к движению и изменяющий свой знак при изменении направления движения привода. Формально момент сухого трения описывается выражением

Активный момент – это момент от силы тяжести. В статике – от растянутых, сжатых и скрученных упругих тел. Его знак не меняется при изменении направления движения, а модуль может быть как зависимым (при скручивании и сжатии упругих тел), так и независимым от угла поворота или величины линейного перемещения действие силы тяжести).

10.Жесткость механической характеристики — отношение разности моментов к соответствующей разности угловых скоростей

По жесткости механические характеристики ЭД можно разделить на четыре основные категории.

1. Абсолютно жесткая — это характеристика, при которой скорость с изменением момента остается постоянной (синхронные двигатели — рис. 1.7, характеристика 1; двигатели постоянного тока с компаундной (смешанной) обмоткой возбуждения — характеристика 1а). Для них р = «>.

Рис. 1.7. Механические характеристики электрических двигателей

2. Жесткая — характеристика, при которой незначительное изменение скорости вызывает значительное изменение момента (см. рис. 1.7, характеристика 2).

Такой характеристикой обладают «шунговые» двигатели постоянного тока (с параллельной обмоткой возбуждения, характеристика 2), а также асинхронные двигатели в пределах рабочей ветви механической характеристики (рабочая ветвь характеристики 2а).

· 3. Мягкая — характеристика, при которой с изменением момента скорость изменяется значительно. Ею обладают «сериесные» двигатели постоянного тока (с последовательной обмоткой возбуждения, характеристика 3).

· 4. Абсолютно мягкая — характеристика, при которой момент двигателя с изменением угловой скорости остается практически постоянным. Абсолютно мягкой характеристикой обладают двигатели постоянного тока независимого возбуждения при питании их от постороннего источника тока (характеристика 4). Такие характеристики называют специальными.

Они имеют особую форму, приспособленную для тех или иных рабочих машин. Примером может служить «экскаваторная» характеристика (характеристика 5).