Механические характеристики производственного механизма можно определить, воспользовавшись следующей эмпирической формулой:

,

где

М_с - момент сопротивления производственного механизма при скорости ;

М_о - момент сопротивления трения в движущихся частях

механизма;

М_{с1 ном} - момент сопротивления при номинальной скорости ;

х - показатель степени, характеризующий изменение момента сопротивления при изменении скорости.

Приведенная формула позволяет классифицировать механические характеристики производственных механизмов ориентировочно на следующие основные категории:

I. Не зависящая от скорости механическая характеристика (прямая 1 рис.3.1). При этом х=0 и момент сопротивления М_с не зависит от скорости. Такой характеристикой обладают, например, подъёмные краны, лебедки, механизмы подач металлорежущих станков, поршневые насосы при неизменной высоте подачи, конвейеры с постоянной массой передвигаемого материала.

2. Линейно-возрастающая механическая характеристика (прямая  2, рис.3.1). В этом случае х=1 и момент сопротивления линейно зависит от скорости , увеличиваясь с её возрастанием (для упрощения принято М_о=О). Такая характеристика получится, например, в приводе генератора постоянного тока с независимым возбуждением, если он будет работать на постоянный внешний резистор.

3. Нелинейно-возрастающая (параболическая) механическая характеристика (кривая 3, рис.3.1). Этой характеристике соответствует х =2; момент сопротивления М_с зависит от квадрата скорости. Механизмы, обладающие такой характеристикой, называют иногда механизмами с вентиляторным моментом (характеристикой), поскольку у вентиляторов момент сопротивления зависит от квадрата скорости. К механизмам с такой характеристикой относятся также центробежные насосы, гребные винты и т.п.

4. Нелинейно-спадающая механическая характеристика (кривая  4, рис.3.1). При этом х = -1 и момент сопротивления М_с изменяется обратно пропорционально скорости, а мощность, потребляемая механизмом, остается постоянной. Такой характеристикой обладают, например, некоторые токарные, расточные, фрезерные и другие металлорежущие станки.

Приведенные характеристики не исчерпывают всех практически возможных случаев, но дают представление о характеристиках некоторых типичных производственных механизмов.

Механической характеристикой электродвигателя называется зависимость его угловой скорости от вращающего момента, т.е.

.

Почти все электродвигатели обладают тем свойством, что скорость их является убывающей функцией момента двигателя. Однако степень изменения скорости с изменением момента у разных двигателей различна и характеризуется так называемой жесткостью их механических характеристик.

Жесткость механической характеристики электропривода - это отношение разности электромагнитных моментов, развиваемых электродвигательным устройством, к соответствующей разности угловых скоростей электропривода:              .

Обычно на рабочих участках механические характеристики двигателей имеют отрицательную жесткость . Линейные механические характеристики обладают постоянной жесткостью. В случае нелинейных характеристик их жесткость не постоянна и определяется в каждой точке как производная момента по угловой скорости: 

Механические характеристики электродвигателей можно разделить на четыре основные категории:

1. Абсолютно жесткая механическая характеристика  - это характеристика, при которой скорость с изменением момента остается неизменной. Такой характеристикой обладают синхронные двигатели (прямая 1, рис.3.2).

2. Жесткая механическая характеристика - это характеристика, при которой скорость с изменением момента хотя и уменьшается, но в малой степени. Жесткой характеристикой обладают двигатели постоянного тока независимого возбуждения, а также асинхронные двигатели в пределах рабочей части механической характеристики (кривая 2, рис.3.2).

3. Мягкая механическая характеристика - это характеристика, при которой с изменением момента скорость значительно изменяется. Такой характеристикой обладают двигатели постоянного тока последовательного возбуждения, особенно в зоне малых моментов (кривая 3, рис.3.2).

4. Абсолютно мягкая механическая характеристика  - это характеристика, при которой момент двигателя с изменением угловой скорости остается неизменным. Такой характеристикой обладают, например, двигатели постоянного тока независимого возбуждения при питании их от источника тока или при работе в замкнутых системах электропривода в режиме стабилизации тока якоря (прямая 4, рис.3.2).

Условились считать характеристику абсолютно жесткой, если , жесткой, если  и мягкой, если .

Билет №4

1. Тепловая защита АД. Электрическая схема

Тепловое реле является альтернативным способом защиты электродвигателя с определённой инерцией срабатывания. Принцип действия основан на использовании биметаллической пластины, которая нагревается током обмоток двигателя. Деформация пластины приводит к срабатыванию контактов, необходимых для отключения движка.

Надёжность такой защиты зависит от подобия тепловых процессов в реле и в двигателе. Такое возможно только при достаточно длительном перерыве между включениями и выключениями движка. Условия окружающей среды для двигателя и для элементов тепловой защиты должны быть одинаковыми.

Скорость срабатывания тепловых реле тем меньше, чем больше ток, протекающий через нагревательные элементы или же саму пластину в зависимости от конструкции. При больших значениях токов в обмотках асинхронного двигателя подключение выполняется с использованием трансформаторов тока. Существуют модели магнитных пускателей со встроенными в них тепловыми реле.

Основными электрическими параметрами являются

· номинальное напряжение. Это максимальное напряжение в сети допустимое для использования реле.

· Номинальный ток, при котором реле работает длительно и не срабатывает при этом.

Тепловая защита не способна реагировать на токи короткого замыкания и недопустимые кратковременные перегрузки. Поэтому её надо использовать совместно хотя бы с плавкими предохранителями.

Более совершенной разновидностью защиты электродвигателя от недопустимого нагрева является схема с использованием специального датчика тепла. Такой тепловой сенсор располагается на самом движке в том или ином месте. Некоторые модели двигателей имеют встроенный биметаллический сенсор – контакт, подключаемый к защите.