ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.01.2024
Просмотров: 276
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Моментную характеристикудвигателя Mэм=f(Ia) снимаютпри Iв=const.
Зависимость электромагнитного момента от тока якоря описывается уравнением:
(6.24)Если бы при Iв=const поток Ф оставался постоянным, то момент был бы пропорционален току якоря Ia и моментная характеристика представляла бы прямую линию, выходящую из начала координат (штриховая прямая на рисунке 6.4).
Рисунок 6.4 - Моментная характеристика двигателя постоянного тока независимого возбуждения
Действительная характеристика из-за уменьшения потока вследствие размагничивающего действия реакции якоря пойдет ниже, и будет отклоняться от линейной зависимости (сплошная линия на рисунке 6.4). Однако расхождение между этими характеристиками невелико и во многих практических расчетах может не учитываться.
Механическую характеристикудвигателя n=f(Mэм) снимают при Iв=const и U=Uном=const.
Выразим ток Iа из выражения (12.24).
(6.25)Подставив (6.25) в (6.20), получим аналитическое выражение механической характеристики:
(6.26)Вид механической характеристики двигателя параллельного и независимого возбуждения такой же, как и у скоростной характеристики. Если принять пропорциональную зависимость между моментом и током якоря, то при одних и тех же значениях U и Iв скоростная характеристика в другом масштабе будет являться и механической характеристикой.
Рабочие характеристики двигателя М, P1, Iа, n, η=f(P2) снимают при Iв=const и U=Uном=const.
Рисунок 6.5 - Рабочие характеристики двигателя постоянного тока параллельного и независимого возбуждения
С увеличением нагрузки на валу двигателя
Р2 растет момент двигателя М, а скорость вращения n немного падает. Увеличение нагрузки приводит к росту мощности P1, забираемой из сети, и росту тока якоря Iа. При холостом ходе (Р2=0) КПД=О, затем с увеличением Р2 сначала КПД быстро растет, но в связи с большим ростом потерь в цепи якоря при больших нагрузках снова начинает уменьшаться.
Направление вращения якоря зависит от направлений магнитного потока возбуждения Ф и тока в обмотке якоря. Поэтому, изменив направление какой-либо из указанных величин, можно изменить направление вращения якоря.
6.8. Устойчивость двигателя
Важно, чтобы работа двигателя вместе с производственным механизмом протекала устойчиво. Под устойчивой работой двигателя понимается его способность вернуться в исходную точку равновесия после кратковременного действия возмущающих сил, нарушивших это равновесие. Оценку устойчивости производят из совместного рассмотрения механических характеристик двигателя и производственного механизма.
Рисунок 6.6 - К определению устойчивости работы двигателя совместно с механизмом
Работа двигателя может быть устойчивой и неустойчивой. Неустойчивая работа будет наблюдаться при возрастающих механических характеристиках двигателя. На рисунке 6.6 показана такая характеристика двигателя (прямая 1). Там же дана механическая характеристика для механизма, приводимого во вращение двигателем (прямая 2). Для него принята зависимость Мс=М2=const, являющаяся типичной для целого ряда механизмов (подъемные краны, механизмы подачи для металлорежущих станков и т. д.). Пересечение этих прямых является точкой равновесия моментов М=Мс (точка а) и соответствует установившемуся режиму работы.
Предположим, что в результате действия каких-либо возмущающих сил скорость увеличится на Δn. Тогда момент двигателя увеличится до М1 и возникнет положительный динамический момент, так как
М1—Mc>0. Под действием избыточного момента двигателя скорость n начнет нарастать, разность М—Мс еще больше увеличится, что приведет к дальнейшему возрастанию скорости, и т. д. Если в результате возмущения скорость уменьшится, то М—Мс<0
и скорость будет непрерывно уменьшаться. Отсюда следует, что точка а является точкой неустойчивого равновесия и, следовательно, нормальная работа двигателя с возрастающей механической характеристикой невозможна.
Аналогичным путем можно показать что при падающей механической характеристике работа будет проходить устойчиво, так как всякое отклонение скорости на ±Δn вызывает появление избыточного момента, направленного на восстановление равновесия. В общем виде критерием устойчивой работы является неравенство
(6.27)Иногда при проектировании двигателей в целях уменьшения его размеров и массы принимают повышенные значения линейной нагрузки А и индукции в воздушном зазоре Вδ В таких двигателях сильно проявляется размагничивающее действие реакции якоря, и получить у них падающую механическую характеристику не удается. Тогда предусматривают специальную обмотку возбуждения (стабилизирующую обмотку), располагаемую на полюсах и включаемую последовательно с якорем. Она имеет всего несколько витков и предназначается для компенсации размагничивающего действия реакции якоря. При наличии такой обмотки поток машины практически не будет изменяться с ростом тока якоря — он будет стабилизирован. Механическая характеристика такой машины будет падающей.