Для оценки формы механических характеристик вводится понятие их жесткости. Жесткость механической характеристикиопределяется соотношением

β=∂M/∂ω.

Если механическая характеристика двигателя или рабочего органа линейна, то ее жесткость во всей области существования постоянна. Для нелинейной характеристики в каждой точке жесткость различна.

Рис. 1.2. К определению установившегося режима

Жесткость может быть положительной (кривая 3, рис. 1.2.) и отрицательной (кривая 2, рис. 1.2). Существует понятие абсолютно жесткой β=∞ и абсолютно мягкой β=0 характеристик. Первая параллельна оси абсцисс, а вторая – оси ординат.

Примечание: Любую линейную взаимосвязь принято обозначать строчной буквой f, а нелинейную – заглавной – F.

Установившийся режим характеризуется состоянием равновесия системы двигатель – нагрузка относительно координаты ω. Как и всякое состояние равновесия, установившийся режим может быть устойчивым и неустойчивым. Известно, что критерием статической устойчивости системы является условие возникновения усилия, стремящегося при выведении системы из состояния равновесия вернуть ее в это состояние. Чтобы сформулировать условие статической устойчивости электропривода рассмотрим электромеханическую систему, состоящую из двигателя и рабочей машины, механические характеристики которых представлены на рис. 1.4.а. При этом характеристика двигателя 1 имеет отрицательную жесткость (β<0), а характеристика рабочего органа (рабочей машины) абсолютно мягкая β_с=0.

Устойчивая работа электропривода определяется точкой пересечения механических характеристик электродвигателя и механизма.

Электропривод работает устойчиво в установившемся режиме.

Напомним, что установившимся режимом электропривода называется такой, при котором скорость привода не изменяется, потому что вращающий электромагнитный момент двигателя равен тормозному моменту механизма:

М = М .

Устойчивым будет такое установившееся движение, которое, будучи выведенным из установившегося режима каким-то внешним возмущением, возвращается в этот режим после исчезновения возмущения

Необходимым и достаточным условием устойчивости установившегося движения является противоположность знаков приращения скорости и возникающего при этом динамического момента, т.е.

Билет №5

1. Уравнение движения электропривода

В общем виде уравнение движения привода может быть записано следующим образом:

                                                         (4.3)

Выбор знаков перед значениями моментов в (4.3) зависит от режима работы двигателя и характера моментов сопротивления. Если эти моменты направлены в ту же сторону, что и вращение, то они считаются положительными, а если в обратную, то - отрицательными. Электромагнитный момент М двигателя со знаком "+" означает, что двигатель работает в двигательном режиме и вращение происходит под действием электродвигателя. Момент М со знаком "-" означает, что двигатель работает в тормозном (генераторном) режиме, т.е. его электромагнитный момент препятствует движению.

Реактивный статический момент сопротивления всегда отрицателен, так как силы трения всегда направлены против движения. Активный момент может быть и положительным, и отрицательным (см. рис.2.1, б).

Примеры основного уравнения электропривода:

. Уравнение соответствует работе двигателя в двигательном режиме (+М) с замедлением (-М_дин); при этом момент сопротивления может быть активным или реактивным, и направлен против вращения (-М_с). В таком режиме работают: токарный станок в момент увеличения глубины резания или подачи, транспортерная лента при увеличении количества грузов на ней и т.д.

. Уравнение соответствует работе электропривода с ускорением при уменьшении нагрузки в тех же механизмах.

. Уравнение соответствует работе двигателя в тормозном режиме (-М), но электропривод вращается с ускорением (+М_дин). Это может быть только под действием статического момента сопротивления, направленного в сторону вращения (+М_с). Например, при спуске груза, когда во время работы двигателя на подъем трос все же разматывается под действием очень тяжелого груза.

. Уравнение соответствует замедлению (-М_дин) при тормозном режиме двигателя (-М) и статическом моменте, препятствующем движению (-М_с). Так движется по инерции электропоезд при подходе к станции. Он останавливается и за счет трения, и за счет торможения двигателем.