Механических характеристиках

Двигатели постоянного тока применяют на транспорте для привода некоторых металлорежущих станков, прокатных станов, подъемно-транспортных машин, экскаваторов и т. д. Одной из главнейших причин применения двигателей постоянного тока вместо наиболее широко распространенных асинхронных двигателей (см. гл. 10) является возможность плавного регулирования частоты вращения в широком диапазоне и получения желаемых механических характеристик п(М) (см. § 9-18).

ни изменения частоты вращения двигателя предъявляются со стороны различных производственных машин и механизмов разные требования, механические характеристики двигателей представляют большой практический инте Кроме механических характеристик значительный интерес представляют электромеханические характеристики. Применительно к двигателям постоянного тока — это зависимость частоты вращения от тока якоря п (/„). Электромеханическая характеристика дает возможность производить ряд расчетов, связанных с выбором двигателя и других элементов его электрической цепи по нагреванию.

Обычно полное сопротивление пускового реостата г разбивают на несколько ступеней ( 9.27, а), число которых определяет число искусственных электромеханических и механических характеристик, на которых двигатель работает при пуске.

Уравнение искусственных электромеханических и механических характеристик/( 9.27) нетрудно -получить из (9,20) и (9.21), заменив в них т, на г, + г: .,,','•••'••' • ".. " ,

Для расчетов, связанных с пуском, и построения искусственных электромеханических и механических характеристик двигателя параллельного возбуждения можно воспользоваться уравнениями (9.23).

В настоящее время взамен коробок скоростей, вариаторов и т. п. все больше применяется электрическое регулирование частоты вращения, в основе которого лежит использование искусственных, механических характеристик электродвигателей. Электрическое регулирование частоты вращения приводит к упрощению, облегчению и удешевлению механической части машин и механизмов, упрощению управления, возможности получения плавного регулирования 'частоты вращения в широком диапазоне.

Как было отмечено выше, серьезным недостатком регулирования частоты вращения путем изменения сопротивления в цепи якоря при обычных схемах включения двигателей (см. 9.22) является сложность получения при различных нагрузках пониженных частот вращения из-за слишком «мягких» механических характеристик.

Для устранения этого недостатка находят применение различные другие способы получения искусственных механических характеристик, отличающихся большей «жесткостью».

Например, довольно часто применяется потенциометрическое включение двигателей, при котором якорь двигателя подключается к делителю напряжения (потенциометру), с помощью которого можно получать пониженные напряжения на выводах якоря и как следствие — пониженные частоты его вращения при достаточно «жестких» механических характеристиках. Следует заметить, что с увеличением нагрузки напряжение якоря при потенциометрическом включении снижается, a -JTO приводит к уменьшению «жесткости» характеристик.

В случаях особо высоких требований к «жесткости» механических характеристик находят применение различные варианты систем с регулируемым напряжением, подводимым к якорю двигателя.

Используя для питания обмотки возбуждения генератора какой-либо регулируемый суммирующий усилитель (например, электромашинпый, магнитный или электронный) и применив в системе обратные связи, можно дополнительно повысить жесткость механических характеристик и изменять их конфигурацию.

Например, довольно часто применяется потенциометрическое включение двигателей, при котором якорь двигателя подключается к делителю напряжения (потенциометру), с помощью которого можно получать пониженные напряжения на выводах якоря и как следствие — пониженные частоты его вращения при достаточно «жестких» механических характеристиках. Следует заметить, что с увеличением нагрузки напряжение якоря при потенциометрическом включении снижается, a -JTO приводит к уменьшению «жесткости» характеристик.

Легко показать, что отношение скольжений на естественной и искусственной (реостатной) механических- характеристиках при одном и том же моменте, например М2 ( 10.23,6), равно отношению сопротивлений цепи ротора:

При торможении с рекуперацией энергии в сеть ( 5.7, а) направление вращения вращающегося магнитного потока статора совпадает с направлением вращения ротора. Скорость вращения ротора больше скорости вращения магнитного потока, т. е. со>со0. Механическая энергия, подводимая к валу ротора давне (например, создаваемая опускаемым грузом), преобразуется в электрическую и отдается в сеть. Применяется этот режим торможения для поддержания постоянной скорости при опускании груза в подъемных установках. На механических характеристиках (см. 5.8) этому режиму работы соответствует точка 2.

Испытания электроизоляционных материалов и изделий в условиях воздействия короны и появляющегося при этом озона рассматривались ранее, в § 6-1. Следует добавить, что озон, как наиболее активный агрессивный фактор, разрушающе действует на большинство органических диэлектриков, и в первую очередь это сказывается на их физико-механических характеристиках. По этой причине в ряде случаев проводятся специальные испытанна материала на стойкость к озонному старению.

Наиболее распространенными являются приводные электродвигатели постоянного тока независимого (параллельного) возбуждения и трехфазные асинхронные, в следящих системах находят широкое применение двухфазные асинхронные двигатели. Повторим основные понятия о механических характеристиках п — / (М) для этих двигателей в режимах работы двигателем и при электриче- 16-2. Направле- ском торможении.

Для большинства крановых механизмов^ достаточным является использование при каждом движении естественной и одной искусственной характеристик, обеспечивающих требуемую посадочную скорость. И лишь для особо точной установки грузов, перемещения жидких металлов и хрупких предметов требуется плавное или ступенчатое регулирование частоты вращения двигателей механизма при достаточно жестких механических характеристиках. Промежуточные характеристики в ряде случаев необходимы и для ограничений ускорений при разгонах и торможениях электроприводов. Поэтому диапазон регулирования частоты вращения электродвигателей подъемных механизмов колеблется в пределах от 4 : 1 до 50 : 1, а механизмов перемещения и поворота — от 4 : 1 до 70 : 1.

Кроме рассмотренных в этом параграфе и § 1.4 электроприводов, в кранах специального назначения используются электроприводы, собранные по системе «генератор — двигатель» (Г —Д), которые обеспечивают широкий диапазон регулирования частоты вращения при весьма жестких механических характеристиках двигателя. Эти приводы хорошо известны по другим применениям в промышленности и здесь не рассматриваются.

Для большинства крановых механизмов^ достаточным является использование при каждом движении естественной и одной искусственной характеристик, обеспечивающих требуемую посадочную скорость. И лишь для особо точной установки грузов, перемещения жидких металлов и хрупких предметов требуется плавное или ступенчатое регулирование частоты вращения двигателей механизма при достаточно жестких механических характеристиках. Промежуточные характеристики в ряде случаев необходимы и для ограничений ускорений при разгонах и торможениях электроприводов. Поэтому диапазон регулирования частоты вращения электродвигателей подъемных механизмов колеблется в пределах от 4 : 1 до 50 : 1, а механизмов перемещения и поворота — от 4 : 1 до 70 : 1.

Кроме рассмотренных в этом параграфе и § 1.4 электроприводов, в кранах специального назначения используются электроприводы, собранные по системе «генератор — двигатель» (Г —Д), которые обеспечивают широкий диапазон регулирования частоты вращения при весьма жестких механических характеристиках двигателя. Эти приводы хорошо известны по другим применениям в промышленности и здесь не рассматриваются.

2-1. Понятие о механических характеристиках электродвигателей и производственных механизмов......... 15

2-1. ПОНЯТИЕ О МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИКАХ