Elektromotoru un ražošanas mehānismu mehāniskie raksturlielumi

Projektējot elektrisko piedziņu, elektromotors jāizvēlas tā, lai tā mehāniskās īpašības atbilstu ražošanas mehānisma mehāniskajām īpašībām. Mehāniskie raksturlielumi nosaka mainīgo attiecību līdzsvara stāvoklī.

Par mehānisma mehānisko raksturlielumu sauc sakarību starp leņķisko ātrumu un mehānisma pretestības momentu, reducētu līdz motora vārpstai) ω = f (Mc).

Rīsi. 1. Mehānismu mehāniskās īpašības

Starp visām šķirnēm ir vairāki raksturīgi mehānismu mehānisko īpašību veidi:

1. Raksturīgs ar no ātruma neatkarīgu pretestības momentu (1. att. taisne 1). No ātruma neatkarīgais mehāniskais raksturlielums tiek novilkts kā taisna līnija, kas ir paralēla rotācijas asij, šajā gadījumā vertikāla. Šāda īpašība piemīt, piemēram, celtņiem, vinčām, virzuļsūkņiem ar nemainīgu piegādes augstumu utt.

2.Raksturojums ar pretestības momentu, kas lineāri atkarīgs no ātruma (2. rinda 1. att.). Šī atkarība ir raksturīga, piemēram, neatkarīgi ierosināta līdzstrāvas ģeneratora piedziņai, kas darbojas ar nemainīgu slodzi.

3. Raksturīgs ar nelineāru griezes momenta pieaugumu (3. līkne 1. att.). Tipiski piemēri ir ventilatoru, centrbēdzes sūkņu, dzenskrūvju darbība. Šiem mehānismiem moments Mc ir atkarīgs no leņķiskā ātruma kvadrāta ω... Tas ir t.s. paraboliskais (ventilatora) mehāniskais raksturlielums.

4. Raksturīgs ar nelineāri samazinošu pretestības momentu (4. līkne 1. att.). Šeit vilkšanas moments ir apgriezti proporcionāls rotācijas ātrumam. Šajā gadījumā jauda paliek nemainīga visā mehānisma darbības ātruma diapazonā. Piemēram, dažu metāla griešanas mašīnu galvenās kustības mehānismos (virpošana, frēzēšana, urbšana) moments Mc mainās apgriezti proporcionāli ω, un mehānisma patērētā jauda paliek nemainīga.

Elektromotora mehāniskos raksturlielumus sauc par tā leņķiskā ātruma atkarību no griezes momenta ωd = f (M). Šeit jāpatur prātā, ka momentam M uz motora vārpstas neatkarīgi no griešanās virziena ir pozitīva zīme - kustības moments. Tajā pašā laikā pretestības momentam Mc ir negatīva zīme.

Kā piemērus zīm. 2 parādīti mehāniskie raksturlielumi: 1 — sinhronais motors; 2 — līdzstrāvas motors ar neatkarīgu ierosmi; 3 — līdzstrāvas motors ar virknes ierosmi.

Rīsi. 2. Elektromotoru mehāniskie raksturlielumi

Lai novērtētu elektriskās piedziņas mehānisko raksturlielumu īpašības, tiek izmantots raksturīgā stinguma jēdziens.Mehāniskā raksturlieluma stingrību nosaka izteiksme

β = dM / dω

kur dM — dzinēja griezes momenta izmaiņas; dωd — attiecīgās leņķiskā ātruma izmaiņas.

Lineārajiem raksturlielumiem vērtība β paliek nemainīga, nelineāram tā ir atkarīga no darbības punkta.

Izmantojot šo koncepciju, funkcijas, kas parādītas attēlā. 2, kvalitatīvi var novērtēt šādi: 1 — absolūti stingrs (β = ∞); 2 — ciets; 3 — mīksts.

Absolūti grūts raksturlielums - motora griešanās ātrums paliek nemainīgs, kad motora slodze mainās no nulles uz nominālo. Sinhronajiem motoriem ir šī īpašība.

Stingrs raksturlielums — griešanās ātrums mainās maz, kad slodze mainās no nulles uz nominālo. Šis raksturlielums piemīt paralēli ierosinātam līdzstrāvas motoram, kā arī asinhronajam motoram raksturlieluma lineārās daļas reģionā.

Par stingru raksturlielumu uzskata tādu raksturlielumu, kurā ātruma izmaiņas nepārsniedz aptuveni 10 % no nominālā ātruma, kad slodze tiek mainīta no nulles uz nominālo.

Mīkstais raksturlielums — motora apgriezienu skaits būtiski mainās ar salīdzinoši nelielām slodzes izmaiņām. Šis raksturlielums piemīt līdzstrāvas motoram ar virknes, jauktu vai paralēlu ierosmi, bet ar papildu pretestību armatūras ķēdē, kā arī asinhroni ar pretestību rotora ķēdē.

Lielākajai daļai ražošanas mehānismu tiek izmantoti asinhronie vāveres motori, kuriem ir stingras mehāniskās īpašības.

Visi elektromotoru mehāniskie raksturlielumi ir sadalīti dabiskajos un mākslīgajos.

Dabiski mehāniskie raksturlielumi attiecas uz dzinēja darbības apstākļiem ar parametru nominālvērtībām.

Piemēram, paralēli ierosinātam motoram dabisko raksturlielumu var attēlot gadījumam, ja armatūras spriegumam un ierosmes strāvai ir nominālās vērtības un armatūras ķēdē nav papildu pretestības.

Asinhronā motora dabiskais raksturlielums atbilst motora statoram pievadītās maiņstrāvas nominālajam spriegumam un nominālajam frekvencei ar nosacījumu, ka rotora ķēdē nav papildu pretestības.

Tādējādi katram dzinējam var izveidot tikai vienu dabisko raksturlielumu un neierobežotu skaitu mākslīgo raksturlielumu. Piemēram, katrai jaunai līdzstrāvas motora armatūras pretestības vērtībai vai asinhronā motora rotora ķēdē ir savas mehāniskās īpašības.