Механическая характеристика производственного механизма представляет собой зависи­мость частоты вращения или поступательной скорости VМ от момента сопротивления на валу МС

Дата: 2025-06-02; Просмотры: 21

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

Механические характеристики используются при анализе пе­реходных процессов, качества регулирования частоты вращения, опреде­лении возможности пуска и устойчивой работы двигателя, для построения нагрузочных диаграмм.

Характер изменения момента сопротивления от частоты вращения за­висит от вида производственного механизма:

М_С = М_О + (М_СН - М_О) (1.29)

где М_С - момент сопротивления рабочей машины, соответствую­щий угловой скорости ; М_О - момент, не зависящий от частоты вращения; М_СН - момент, соответствующий номинальной частоте вращения ; х - показа­тель степени, характеризующий изменение момента в зависимости от частоты вращения.

Значения моментов М_О, М _СН в уравнении механической харак-

Рис.1.2. Механические характеристики рабочих машин:

1- конвейера; 2 -зерновой нории; 3 – генератора постоянного

2- тока; 4 – центробежного вентилятора.

теристики для каждой рабочей машины имеют свои значения. По­казатель степени х теоретически может изменяться от минус бесконечности до плюс бесконечности. Для реальных механизмов производства значение х имеет вполне определенное значение. Рассмотрим уравнение механических характеристик некоторых машин, применяемых в сельскохозяйственном производстве (рис.1.2):

1) х = 0.

В этой случае

М_С = М_О + (М_СН - М_О) = М_СН + М_О - М_О = М_СН.

Момент сопротивления рабочей машины не зависит от частоты вращения и остается постоянный. Подобные характеристики имеют подъемно-транспортные механизмы: лебедки, лифты, транспорте­ры и т.д. На рис 1.3 приведена механическая характеристика для х = 0 навозоуборочного транспортера.

2) х =1.

В этом случае

М_С = М_О + (М_СН - М_О) ¹ = М_О - К₁ ,

где К₁ = ( М_СН - М_О) .

Следовательно, момент на валу рабочей машины линейно

меняется от частоты вращения. Подобные характеристики свойственны генератору постоянного тока, работающему на постоянное

сопротивление.

3) х = 3.

Выражение (1.29) перепишем в следующем виде:

М_С = М_О + К₂ ,

где К₂ = ( М_СН - М_О) .

Такой вид характеристики имеют: центробежные вентилятор и насос, сепаратор, молотильный барабан и т.д. При х = 2 характеристику называют вентиляторной.

3) х = -1

Выражение механической характеристики

М = М_О + К₃ / ,

где К₃ = ( М_СН - М_О)

Подобные характеристики имеют металлорежущие станки

(токарные, расточные, фрезерные) и зерновые нории под нагру­зкой.

1.7. Мощность на валу рабочей машины

В ряде случаев необходимо знать характер изменения не только мо­мента, но и мощности на валу рабочей машины и электродвига­теля. Рассмотрим те же самые частные случаи (рис.1. 3).

1) х = 0.

Тогда Р = М_Н = а .

Значение мощности на валу рабочей машины изменяется

ли­нейно от частоты вращения.

2) х = 1. В этом случае Р_М = М = = К₁ .

Таким образом, мощность увеличивается пропорционально квадра­ту частоты вращения.

3) х = - 1.

Следовательно, с ростом частоты вращения мощность на валу рабочей машины остается постоянной.

3) х = 2.

Мощность, потребляемая рабочей машиной, растет пропорционально кубу частоты вращения. Такая зависимость характерна для вентиляторов и центробежных насосов.

Следует отметить, что квадратичная зависимость момента и кубическая зависимость мощности от скорости справедливы при постоянстве КПД вентилятора или насоса. А это наблюдается при небольших изменениях частоты вращения. В случае существенного изменения частоты вращения эта зависимость нарушается и рост мощности, потребляемой рабочей машиной, будет несколько ниже.

У реальных машин зависимость Р = f( ) может иметь разнообразные виды, не поддающиеся аппроксимации. В тех случаях, когда механическая характеристика рабочей машины не подхо­дит к рассмотренным частным случаям, эту характеристику разбивают на несколько отрезков, на которых х будет равен 0; 1; -1; 2. Последовательно меняя х и пределы изменения частоты вращения, можно проводить аналитические исследования энергетики электро­привода.

Рис.1.3. Зависимость мощности рабочей машины от угловой скорости: 1 – вентилятора; 2 - зерновой нории ; 3 – конвейера;

4 – генератора постоянного тока.

Глава 2.

Электроприводы с двигателями постоянного тока

независимого и параллельного возбуждения

2.1. Электромеханическая и механическая характеристики

двигателя постоянного тока независимого

(параллельного) возбуждения

Из курса электрических машин известны следующие соотноше­ния между напряжением сети, ЭДС Е, частотой вращения , током I в установившемся режиме работы электрической машины:

U = E + Ir (2.1); E = cФ (2.2); r = r_я + R_доб (2.3)

где с - постоянный конструктивный коэффициент электрической машины; Ф - магнитный поток машины, Вб; - угловая частота вращения якоря двигателя, ; - сопротивление якорной цепи двигателя, Ом; R_доб - добавочное сопротивление.

Решив совместно уравнения (2.1...2.3), получим:

= Е/сФ = (U - IR)/сФ = /сФ - (r_я + R_доб)I/сФ. (2.4)