ДВС РОТОРНЫЙ EMDRIVE РАСКОКСОВКА HONDAВИДЫ

Тема лекции 10 Механические характеристики электродвигателей план лекции 20.02.13 341. Естественная механическая характеристика асинхронного двигателя


Тема лекции 10 Механические характеристики электродвигателей план лекции 20.02.13 341

1.Естественные и искусственные механические характеристики электродвигателей

  1. Жесткостьмеханических характеристик

  2. Естественная механическая характеристика двигателя постоянного тока параллельного возбуждения

  3. Естественная механическая характеристика двигателя постоянного тока последовательного возбуждения

  4. Естественная механическая характеристика асинхронного двигателя

  5. Механическая характеристика синхронного двигателя.Область применения синхронных двигателей на судах

Механической характеристикой двигателя, независимо от рода тока, называют зависимость угловой скорости вала электродвигателя ω (далее – двигателя) от электромагнитного момента двигателя

, т.е зависимость ω ().

Здесь следует сделать важное замечание: в соответствии с уравнением моментов, в установившемся режиме =, электромагнитный момент двигателя уравновешивается статическим моментом (моментом сопротивления) механизма. Это означает, что величина электромагнитного момента двигателя полностью зависит от момента механизма – чем больше тормозной момент механизма, тем больше вращающий момент двигателя, и наоборот.

То есть, для любого двигателя входной величиной является момент механизма, а выходной – его скорость.

Скорость почти всех электродвигателей является убывающей функцей момента двигателя, то есть с увеличением момента скорость уменьшается [чил 33]. Но степень изменения скорости у разных электродвигателей различна и характерезуется параметром жесткость механические характеристик.

Жёсткость механические характеристик электропривода β – это отношение разности электромагнитных моментов двигателя при разных скоростях к соответствующуй разности угловых скоростей электропривода.

β = (М2– М1)/( ω2 – ω1)= Δ/ Δω

Обычно на рабочих участках механические характеристики электродвигателей имеют отрицательную жёсткость β < 0, так как( ω2< ω1,

М1< М2) при большей скорости электромагнитный момент меньше.

Различают естественные и искусственные механические характеристики электродвигателей.

Естественная механическая характеристика – это зависимость ω(

), снятаяпри нормальных условиях работы двигателя, т.е. при номинальных параметрах питающей сети и отсутствии добавочных резисторов в цепях обмоток двигателей.

К параметрам питающей сети относятся: при постоянном токе – напряжение, при переменном токе – напряжение и частота тока.

Характеристики, снятые при условиях, отличных от нормальных, называют искусственными.

Искусственные характеристики можно получить путем изменения параметров двигателя, например, путем введения резисторов в цепь обмотки якоря двигателя постоянного тока или в цепь обмотки ротора асинхронного двигателя, либо изменением параметров питающей сети, т.е. напряжения и частоты переменного тока.

Каждый электродвигатель имеет одну естественную и множество искусственных характеристик. Число искусственных характеристик зависит от числа ступеней регулирующего элемента, например, числа ступеней регулировочного реостата в цепи обмотки якоря двигателя постоянного тока. Если у двигателя таких ступеней – пять, то такой двигатель имеет шесть характеристик – пять искусственных и одну естественную.

Искусственные механические характеристики применяются для получения таких режимов работы двигателя, как регулирование скорости, реверс, электрическое торможение, и др.

Рассмотрим естественные механические характеристики двигателей разных типов.

Рис. 10.1 Естественная механическая (а) и угловая (б) характеристики синхронного двигателя; θ – угол отставания оси ротора от оси магнитного поля обмотки статора

studfiles.net

Механическая характеристика асинхронного двигателя

  1. Естественная механическая характеристика асинхронного двигателя соответствует основной (паспортной) схеме его включения и номинальным параметрам питающего напряжения. Искусственные характеристикиполучаются, если включены какие-либо дополнительные элементы: резисторы, реакторы, конденсаторы. При питании двигателя не номинальным напряжением характеристики также отличаются от естественной механической характеристики.

  2. Механические характеристики являются очень удобным и полезным инструментом при анализе статических и динамических режимов электропривода.

  3. Пример расчета механической характеристики асинхронного двигателя

  4. Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором питается от сети с напряжением = 380 В при = 50 Гц. Параметры двигателя: Pн= 14 кВт, nн= 960 об/мин, cosφн= 0,85, ηн= 0,88, кратность максимального момента kм= 1,8.

  5. Определить: номинальный ток в фазе обмотки статора, число пар полюсов, номинальное скольжение, номинальный момент на валу, критический момент, критическое скольжение и построить механическую характеристику двигателя.

  6. Решение. Номинальная мощность, потребляемая из сети

  7. P1н =Pн / ηн = 14 / 0,88 = 16 кВт.

  8. Номинальный ток, потребляемый из сети

  9. Число пар полюсов

  10. p = 60 f / n1 = 60 х 50 / 1000 = 3,

  11. где n1 = 1000 – синхронная частота вращения, ближайшая к номинальной частоте nн= 960 об/мин.

  12. Номинальное скольжение

  13. sн = (n1 - nн) / n1 = (1000 - 960 ) / 1000 = 0,04

  14. Номинальный момент на валу двигателя

  15. Критический момент

  16. Мк = kм х Мн = 1,8 х 139,3 = 250,7 Н•м.

  17. Критическое скольжение находим подставив М = Мн, s = sн и Мк / Мн = kм.

  18. Для построения механической характеристики двигателя с помощью n = (n1 - s) определим характерные точки: точка холостого хода s = 0, n = 1000 об/мин, М = 0, точка номинального режима sн = 0,04, nн = 960 об/мин, Мн = 139,3 Н•м и точка критического режима sк = 0,132, nк = 868 об/мин, Мк =250,7 Н•м.

  19. Для точки пускового режима sп = 1, n = 0 находим

  20. По полученным данным строят механическую характеристикудвигателя. Для более точного построения механической характеристики следует увеличить число расчетных точек и для заданных скольжений определить моменты и частоту вращения.

5. Конструкция трансформаторов

Основными частями конструкции трансформатора являются:

В практичной конструкции трансформатора производитель выбирает между тремя различными базовыми концепциями:

Любая из этих концепций не влияет на эксплуатационные характеристики или эксплуатационную надёжность трансформатора, но имеются существенные различия в процессе их изготовления. Каждый производитель выбирает концепцию, которую он считает наиболее удобной с точки зрения изготовления, и стремится к применению этой концепции на всём объёме производства.

В то время как обмотки стержневого типа заключают в себе сердечник, сердечник броневого типа заключает в себе обмотки. Если смотреть на активный компонент (т. e. сердечник с обмотками) стержневого типа, обмотки хорошо видны, но они скрывают за собой стержни магнитной системы сердечника. Видно только верхнее и нижнее ярмо сердечника. В конструкции броневого типа сердечник скрывает в себе основную часть обмоток.

Ещё одно отличие состоит в том, что ось обмоток стержневого типа, как правило, имеет вертикальное положение, в то время как в броневой конструкции она может быть горизонтальной или вертикальной.

studfiles.net

Естественная механическая характеристика асинхронного двигателя

Естественная механическая характеристика асинхронного двигателя имеет два участка – нерабочий (разгонный) АВ и рабочий ВСD (рис. 8.8).

Рис. 10.5 Естественная механическая характеристика асинхронного двигателя

При пуске двигатель развивает пусковой момент (отрезок ОА), после чего разгоняется по траектории АВС до точки С. При этом на участке АВ одновременно увеличиваются как скорость, так и момент, в точке В двигатель развивает максимальный момент. На участке ВС скорость продолжает увеличиваться, а момент уменьшается, до номинального (точка С). На участкеBC двигатель перегружен, т.к. в любой точке этого участка электромагнитный момент двигателя больше номинального (> >
).

В нормальних условиях двигатель работает на участке СD, жесткость которого

β = Δ/ Δω < 10%.

Это означает, что при изменении момента в широких пределах скорость двигателя изменяется незначительно.

Асинхронные двигатели нашли самое широкое применение на судах с электростанцией на переменном токе.

Промышленность выпускает специально для судов асинхронные двигатели разных серий, например, 4А…ОМ2 (четвертая серия асинхронных двигателей), МАП (морской асинхронный полюсопереключаемый), МТF (c фазным ротором) и др.

При этом двигатели серии 4А – односкоростные, серии МАП – двух- и трехскоростные, серии МТF – число скоростей определяется схемой управления ( до 5 скоростей ).

Тема лекции 11 Саморегулирование электродвигателей план лекции

  1. Естественное и искусственное изменение скорости электродвигателей

  2. Саморегулирование электродвигателей постоянного тока

  3. Саморегулирование асинхронных двигателей

  4. Активной и реактивная составляющие тока в асинхронном двигателе

Изменение скорости электродвигателей

Различают два вида изменения скорости электродвигателя:

  1. естественное;

  2. искусственное.

Под естественным понимают изменение скорости электродвигателя, возникшее в результате изменения статического момента механизма.

При естественном изменении скорости электродвигатель работает на своей естественной механической характеристике.

Под искусственным понимают изменение скорости электродвигателя, возникшее в результате изменения параметров питающей сети или самого электродвигателя при помощи схемы управления электродвигателя.

Подизменением параметров сети понимают:

  1. на постоянном токе – напряжение питающей сети;

  2. на переменном токе - напряжение и частота питающей сети.

Под изменением параметров электродвигателя понимают:

  1. на постоянном токе – изменение сопротивления цепи обмотки якоря или параллельной (независимой) обмотки возбуждения;

  2. на переменном токе - изменение сопротивления цепи обмотки статора или обмотки фазного ротора.

Если многоскоростной асинхронный двигатель имеет на статоре несколько обмоток (обычно 2….3) с разным числом пар электромагнитных полюсов, то механические характеристики, соответствующие работе двигателя на каждой скорости, являются естественными.

При искусственном изменении скорости электродвигатель работает на искусственной механической характеристике.

Искусственные механические характеристики предназначены для изменения (регулирования) скорости электродвигателя в соответствии с технологическими особенностями работы механизма. Например, электроприводы грузовых лебедок на постоянном токе могут иметь до 6 скоростей, на переменном токе – обычно 3 скорости.

Следует сделать важное замечание: при работе двигателя на искусственной характеристике одновременно может происходить и естественное изменение скорости электродвигателя вследствие изменения статического момента механизма.

Например, при выбирании якоря при помощи ЯШУ скорость электродвигателя, работающего на искусственной характеристике вначале может быть большой, а затем, по мере увеличения натяжения якорь-цепи, будет постепенно уменьшаться, вплоть до полной остановки электродвигателя с его переходом в режим стоянки под током.

При естественном изменении скорости возникает процесс саморегулирования элекродвигателей постоянного и переменного тока.

Любое изменение статического момента механизма (т.е. механической нагрузки на валу рабочего органа электропривода) автоматически приводит к такому же изменению электромагнитного момента двигателя в результате возникающего при этом процесса саморегулирования электродвигателя.

Под саморегулированием понимают автоматическое изменение электромагнитного момента двигателя вследствие изменения момента сопротивления механизма.

studfiles.net

5.8 Построение характеристик асинхронного двигателя

Механической характеристикой двигателя называется зависимость его угловой частоты вращения от развиваемого момента ω =f(М). В технической литературе часто механическую характеристику представляют в виде зависимости числа оборотов в минуту от момента n=f(М). Так как ω и n связаны постоянным соотношением n = (30/π)·ω, то очертания обеих характеристик подобны.

Для трехфазного асинхронного двигателя зависимость частоты вращения ротора от электромагнитного момента выражается громоздкой функцией, неудобной для анализа. Поэтому широкое применение получила зависимость момента от скольжения М = f(S), причем частота вращения ротора и скольжения связаны простым соотношением n=n1(1–S).

Построение характеристик спроектированного ранее двигателя представляет собой математически очень сложную задачу, поскольку для этого необходимо дополнительно рассчитать большое количество параметров. В связи с этим рассмотрим построение характеристики абстрактного двигателя, задавшись необходимыми значениями в соответствии с заданием.

Характеристики делятся на естественные и искусственные.

Естественная характеристика двигателя соответствует основной (паспортной) схеме его включения и номинальным параметрам питающего напряжения. Искусственные характеристики получаются, если включены какие-либо дополнительные элементы: резисторы, реакторы, конденсаторы.

При питании двигателя не номинальным напряжением характеристики также отличаются от естественной характеристики.

Искусственные характеристики асинхронного двигателя с фазным ротором и способы их получения рассмотрены в пункте 5.8.2.

5.8.1 Естественная механическая характеристика двигателя

Для расчета характеристики М = f(S) и механической характеристики ω = f(M) воспользуемся известной упрощенной формулой Клосса

(5.64)

где

М – развиваемый двигательный момент, Нм;

S – скольжение;

Sкр – критическое скольжение;

Мmax –максимальный момент на механической характеристике, Нм.

Для номинального режима работы выражение (5.64) примет вид

(5.65)

где Sн – скольжение в номинальном режиме двигателя (дается в задании).

Используя известные параметры, получим

(5.66)

где Рн – номинальная мощность, Вт;

ωн – номинальная частота вращения.

Угловая частота вращения ротора ω с угловой синхронной частотой магнитного поля ω1 связана соотношением

(5.67)

Тогда в номинальном режиме

(5.68)

Максимальный момент определяется из соотношения Мmax/Мн, приведенного в задании.

Таким образом, в выражении (5.65) неизвестным остается критическое скольжение Sкр, которое необходимо выразить и рассчитать, учитывая, что 0<Sкр<1 и Sкр >Sн, Sкр = Sн

Далее, подставляя в выражение (5.64) значения скольжения S от 1 до 0, получают значения М для этих скольжений. И для них же определяют угловую частоту ротора ω. В пояснительной записке привести расчет М для одного значения скольжения. Для других значений скольжения результаты расчета привести в табличной форме.

По результатам расчета выполнить 2 рисунка: на одном изобразить зависимость М=f(S), на другом – механическую характеристику ω=f(M).

Для построения механической характеристики требуется выполнение большого объема расчетов. Чтобы сократить объем вычислений и повысить точность расчетов, целесообразно использовать современные персональные ЭВМ.

studfiles.net

ЕСТЕСТВЕННАЯ МЕХАНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД В ПРОКАТНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

Аналитическую зависимость механической характеристики асинхронного двигателя М = / (s) получим, если в уравнение (11.80) подставим значения / (11.76) и cos cp (II 77):

ЗУ| ____________

(11.82)

{R*-+~Т~) 1 "t” 7 |?Тг

Пользоваться таким уравнением сложно. Для упрощения урав­нения механической характеристики активным сопротивлением фазы статор-а относительно величины индуктивного сопротивле­ния X]. + -^2 можно пренебречь (Ях ^ 0). Тогда значение крити­ческого скольжения^, при котором двигатель имеет максималь­ный (критический) момент Мк, находят, приравняв по общему пра­вилу производную dMJds нулю (dMJds = 0):

(М3)

Подставляя это значение в уравнение (11.82), находим

М“ = ± 2ш0 (Х1 + Х'2) • (И'8^

Знак «+» в этих уравнениях относится к двигательному режиму, а знак «—» к генераторному.

Учитывая в исходном уравнении (11.82) принятое допущение

= 0 и что = 2МК (Хх - j - Ху, получим приближенное

0>о

аналитическое выражение механической характеристики асин - хронного двигателя, удобное для расчетов:

М= --------- ^—1- ' (II.85)

SK S

Построенная по ‘этой формуле механическая характеристика асинхронного двигателя представлена на рис. 26.

На характеристике (см. рис. 26, а) область двигательного ре­жима соответствует изменению скольжения ОТ S = 0 ДО S = 1,

область режима противовключения от s — 1 до ь = - f оо и область генераторного режима с отдачей энергии в сеть — от s = 0 до s = — оо. При этом участок характеристики от s = О до s = s,< называют устойчивым, так как при увеличении нагрузки скорость двигателя падает и в соответствии с характеристикой момент дви­гателя растет, обеспечивая новое значение установившегося ре­жима работы. Участок характеристики от s = sK до s = + оо .называют неустойчивым, так как при увеличении нагрузки умень­шается скорость двигателя и в соответствии с характеристикой

ЕСТЕСТВЕННАЯ МЕХАНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Рис 26. Механическая характеристика асинхронного двигателя а — М = f (s), б — п = f (М)

момент двигателя уменьшается, что приводит к остановке двига­теля.

На механической характеристике асинхронного двигателя можно выделить следующие характерные точки-

1) синхронная скорость вращения п0 (М = 0, s = 0) Определяет скоростную границу между двигательным и генератор­ным режимами;

2) номинальная скорость вращения па (М — Ми, s = sH). Номинальное скольжение sH характеризует крутизну механиче­ской характеристики на устойчивой части характеристики;

3) максимальный (критический) момент (s = sK, М = Мк). Определяет предельную величину момента, развиваемого двига­телем. Максимальный момент двигателя характеризуют коэффи­циентом X = MJMH, называемым перегрузочной способностью двигателя.

4) начальный пусковой момент Mn(s = 1, М!= Мп) Опреде­ляет предельное значение нагрузочного момента, при котором разгон короткозамкнутого двигателя невозможен (при пуске на­грузочный момент должен быть меньше Мп). Пусковой момент

двигателя характеризуют отношением Мп/Мн, называемым крат - / ностью пускового момента.

Естественную механическую характеристику можно построить по каталожным данным, где приведены Ра и пн (позволяющие опре­делить sH = п-- и Мп — 95^н ^, % = Мк/Мн и MJMH. Если

в уравнение механической характеристики подставить вместо теку­щих значений М и s их номинальные значения, легко найти значе­ние критического скольжения:

sK=bH(l + (II 86)

Отметим также, что при работе на устойчивой части естествен­ной механической характеристики, когда s незначительно, членом s/sK относительно sjs обычно пренебрегают, и уравнение механи­ческой характеристики принимает вид

M = (Ц.87)

SK

■Ч- В случае подачи на вход разомкнутой одноконтурной системы гармониче­ского колебания синусоидального типа с угловой частотой ш (для удобства сину­соидальную функцию, изображаемую на комплексной плоскости вектором, за­меняют показательной функцией с …

В замкнутых системах автоматического управления под дей­ствием различных возмущений возникает переходный процесс, характеризующий переход системы из одного установившегося состояния к другому. Характер переходного процесса зависит от свойств и характеристик системы, …

Электромашинные преобразователи частоты включают вра­щающиеся электрические машины, имеют механический метод управления частотой, громоздки в своем исполнении. Развитие силовой полупроводниковой техники привело к созданию регули­руемых электроприводов переменного тока, получающих питание от …

msd.com.ua

Построение естественной и искусственной механических характеристик для асинхронного двигателя

Задача №1

Дано:

Построить естественную и искусственную механические характеристики ω = f(M) для асинхронного двигателя, имеющего данные: Рн = 11 кВт, Iн = 41 А, Е2н = 179 В, ωн = 95,3 рад/с, Мкр/Мн = 2,5. Добавочное сопротивление в цепи ротора для получения искусственной характеристики Rд = 0,1 Ом.

Решение:

Определяем номинальный момент:

115,42 Н/м;

Определяем критический момент:

288,56 Н/м;

Определяем скорость холостого хода:

104,72 рад/с;

где      f - частота питающей сети, Гц;

р - число пар полюсов;

Определяем номинальное скольжение:

0,09;

Определяем критическое скольжение:

0,43

где      λ- перегрузочная способность асинхронного двигателя.

Изменяя значение скольжений s от 1 до 0, по формуле  рассчитывают значения момента, а по формуле w = wо(1 - s) рассчитывают значения угловой скорости w и заполняем таблицу:

s

1,00

0,90

0,80

0,70

0,60

0,50

0,40

0,30

0,20

0,10

0

M

209

224,82

240

257

273

285,41

287

270

220

127

0

ω

0,00

10,47

20,9

31,4

41,89

52,36

62,8

73,3

83,7

94,2

104,7

1,44

0,12

0,10

0,09

0,08

0,06

0,05

0,04

0,03

0,01

0

Ми

158

145,56

131

116

100

84,87

68,4

51,6

34,5

17,3

0

Задача №2

Дано:

Определить число пусковых ступеней- m  и величину сопротивления каж­дой ступени, двигателя постоянного тока последовательного возбуждения  при условии, что I1* = 2, I2* = 1,35. Данные двигателя: Рн = 16 кВт, Uн = 220В, ηн= 0,81,IН = 89 А, ωн = 68 рад/с.

Данные универсальной характеристики:

I*

0,4

0,6

1

1,4

1,8

2

2,4

ω*

1,6

1,2

1

0,85

0,75

0,7

0,65

Решение:

Количество ступеней пускового реостата не задано, но исходя из мощности заданного двигателя, предполагаем, что m=2.

Определяем внутреннее сопротивление двигателя:

0,35 Ом;

Определяем общее сопротивление пускового реостата:

0,88 Ом;

при = 0 – скорость в момент пуска.

Определяем значение искусственной скорости при пусковом токе:

28,38 рад/с;

где      47,6 рад/с;

            70,52 рад/с – величины скоростей полученные при помощи универсальных характеристик.

Определяем сопротивление второй ступени:

0,36 Ом;

Определяем значение искусственной скорости второй ступени:

53,5 рад/с;

При заданных моментах вторая ступень используется недостаточно эффективно, поэтому полагаем возможным уменьшить пусковой ток до 1,95.

Задача №3

Дано:

            Определить мощность двигателя, работающего по графику:

I1 = 50A                                              t1=4c

I2= 32 A                                             t2 = 12с

I3 = 46А                                             t3 = 5c .      

Uн = 220B                                          t0 = 36c

 

Решение:

Определяем значение эквивалентного тока на треугольном участке:

А;

Определяем полный эквивалентный ток:

21,44 Нм;

Определяем расчётную мощность:

4,72 кВт.

Задача №4

Подпись: 
Рисунок 1,а
Подпись: 
Рисунок 1, б

Регулирование частоты вращения двигателя независимого возбуждения в системе Г-Д (привести схему).

Система «генератор - двигатель».

В этой системе, схема которой показана на рисунке 1, а, якорь 4 двигателя непосредственно присоединяется к якорю 3 генератора, образующего вместе с при­ водным двигателем 1 электромашинный выпрямитель 2 трехфазного пере­менного тока в постоянный, вращающийся со скоростью ωг. Регулирование напряжения на якоре двигателя проис­ходит за счет изменения тока возбуж­дения генератора 1вг с помощью потен­циометра 8, при этом изменяется ЭДС генератора Е и соответственно напряжение на якоре двигателя U. Регулирование напряжения в этой систе­ме может сочетаться с воздействием на магнитный поток двигателя, что обеспечит двухзонное регулирование скорости.

Регулирование магнитного потока двигателя осуществляется изменением Iвд за счет включения в цепь обмотки 5 возбуждения двигателя резистора б. В замкнутых ЭП питание обмотки 7 возбуж­дения генератора происходит от регулируемого источника посто­янного тока, например полупроводникового УВ. Характеристики системы Г - Д соответствуют приведенным на рисунке 1, б.

Основными достоинствами системы Г - Д являются большой ди­апазон и плавность регулирования скорости двигателя, высокая же­сткость и линейность характеристик, возможность получения всех энергетических режимов работы, в том числе и рекуперативного тор­можения. В то же время для нее характерны такие недостатки, как утроенная установленная мощность системы, низкий КПД, инерци­онность процесса регулирования скорости, шум при работе.

Задача №5

Начертить схему прямого пуска синхронного двигателя низкого напря­жения. Пояснить работу схемы.

При неподвижном роторе и подключении обмотки статора к сети переменного тока и обмотки возбуждения к источнику постоянно­го тока из-за постоянно изменяющихся взаимных направлений маг­нитных полей статора и ротора СД будет развивать не постоянный по направлению, а знакопеременный вращающий момент, а следо­вательно, не сможет разогнаться до синхронной скорости ωо без при­менения специальных мер по его запуску.

vunivere.ru

Различают естественные и искусственные механические характеристики электродвигателей.

Количество просмотров публикации Различают естественные и искусственные механические характеристики электродвигателей. - 572

Естественная механическая характеристика асинхронного двигателя

Естественная механическая характеристика двигателя постоянного тока последовательного возбуждения

Естественная механическая характеристика двигателя постоянного тока параллельного возбуждения

Естественные и искусственные механические характеристики электродвигателœей

ПЛАН ЛЕКЦИИ

Механические характеристики электродвигателœей

ТЕМА ЛЕКЦИИ 10

2. Жесткостьмеханических характеристик

6. Механическая характеристика синхронного двигателя.Область применения синхронных двигателœей на судах

Механической характеристикой двигателя, независимо от рода тока, называют зависимость угловой скорости вала электродвигателя ω (далее – двигателя) от электромагнитного момента двигателя , т.е зависимость ω ( ).

Здесь следует сделать важное замечание: в соответствии с уравнением моментов, в установившемся режиме = , электромагнитный момент двигателя уравновешивается статическим моментом (моментом сопротивления) механизма. Это означает, что величина электромагнитного момента двигателя полностью зависит от момента механизма – чем больше тормозной момент механизма, тем больше вращающий момент двигателя, и наоборот.

То есть, для любого двигателя входной величиной является момент механизма, а выходной – его скорость.

Скорость почти всœех электродвигателœей является убывающей функцей момента двигателя, то есть с увеличением момента скорость уменьшается [чил 33]. Но степень изменения скорости у разных электродвигателœей различна и характерезуется параметром жесткость механические характеристик.

Жёсткость механические характеристик электропривода β - ϶ᴛᴏ отношение разности электромагнитных моментов двигателя при разных скоростях к соответствующуй разности угловых скоростей электропривода.

β = (М2– М1)/( ω2– ω1)= Δ / Δω

Обычно на рабочих участках механические характеристикиэлектродвигателœей имеют отрицательную жёсткость β < 0, так как( ω2< ω1,

М1< М2) при большей скорости электромагнитный момент меньше.

Естественнаямеханическая характеристика - ϶ᴛᴏ зависимость ω( ), снятая при нормальных условиях работы двигателя, ᴛ.ᴇ. при номинальных параметрах питающей сети и отсутствии добавочных резисторов в цепях обмоток двигателœей.

К параметрам питающей сети относятся: при постоянном токе – напряжение, при переменном токе – напряжение и частота тока.

Характеристики, снятые при условиях, отличных от нормальных, называют искусственными.

Искусственныехарактеристики можно получить путем изменения параметров двигателя, к примеру, путем введения резисторов в цепь обмотки якоря двигателя постоянного тока или в цепь обмотки ротора асинхронного двигателя, либо изменением параметров питающей сети, ᴛ.ᴇ. напряжения и частоты переменного тока.

Каждый электродвигатель имеет одну естественную и множество искусственных характеристик. Число искусственных характеристик зависит от числа ступеней регулирующего элемента͵ к примеру, числа ступеней регулировочного реостата в цепи обмотки якоря двигателя постоянного тока. В случае если у двигателя таких ступеней – пять, то такой двигатель имеет шесть характеристик – пять искусственных и одну естественную.

Искусственные механические характеристики применяются для получения таких режимов работы двигателя, как регулирование скорости, реверс, электрическое торможение, и др.

Рассмотрим естественные механические характеристики двигателœей разных типов.

Рис. 10.1 Естественная механическая (а) и угловая (б) характеристики синхронного двигателя; θ – угол отставания оси ротора от оси магнитного поля обмотки статора

referatwork.ru


Смотрите также