у. [2]
1.5.1 Механічні характеристики двошвидкісного електродвигуна
Під механічною характеристикою мається на увазі залежність між частотою обертання і величиною крутного моменту вала двигуна (Малюнок 1.7).
Малюнок 1.7 - Статичні механічні характеристики двошвидкісного асинхронного двигуна трифазного змінного струму
На малюнку 1.7 показані статичні механічні характеристики двошвидкісного асинхронного двигуна трифазного змінного струму і прийняті наступні додаткові позначення: М, n - крутний момент і частота обертання валу двигуна; Б, М - механічна характеристика при роботі двигуна на обмотці статора великої і малої швидкості;
Мн, Мк, Мс - номінальний, критичний момент вала двигуна на великій швидкості, приведений момент зовнішніх опорів; Мг - генераторний момент двигуна на малій швидкості; РБД, РБГ, РМД - робоча точка механічної характеристики в руховому і генераторному режимі на великій і малій швидкості; , - Частота обертання валу двигуна на великій і малій швидкості при дії приведеного моменту зовнішніх сил Мс; , - Синхронна частота обертання валу двигуна при роботі на великій і малій швидкості, - критична частота обертання при роботі двигуна на великій швидкості; 1-9 - характерні точки механічних характеристик великої і малої швидкості.
Розглянемо статичні механічні характеристики двошвидкісного приводу стосовно до задачі динамічного розрахунку.
Графік механічної характеристики асинхронного двигуна трифазного змінного струму будується за аналітичної залежності або експериментальними даними стендових випробувань.
По осі ординат відраховуються величина частоти обертання ротора двигуна, а по осі абсцис - крутного моменту. У першому квадранті розташовується рухова частина механічної характеристики, у другому - генераторна, а в 4-му гальмівна характеристика відповідна режиму противовключения статорної обмотки. Остання в роботі приводу ліфтових лебідок не використовується.
Робота в руховому режимі відповідає підйому неврівноваженого вантажу, коли приведений момент зовнішніх опорів діє проти напрямку обертання ротора. У цьому випадку ротор обертається повільніше магнітного поля статора.
Генераторний режим роботи двигуна виникає при опусканні неврівноваженого вантажу, коли приведений до валу момент зовнішніх опорів діє в напрямку обертання магнітного пол?? і ротор обганяє поле.
Механічні характеристики двигуна при роботі на великій (Б) і малої (М) швидкості подібні і відрізняються головним чином величиною синхронної частоти обертання ротора.
При роботі двигуна на обмотці статора малій швидкості синхронна частота обертання в кілька разів менше, ніж при включенні обмотки великій швидкості, так як величина частоти обертання визначається співвідношенням числа пар полюсів відповідних статорних обмоток.
Величина синхронної частоти обертання ротора залежить від частоти живлячої двигун змінного струму і числа пар полюсів обмотки статора.
Розглянемо характерні точки і ділянки механічної характеристики при роботі двигуна на великій швидкості (Б): 1 - точка початкового пускового моменту; 2 - критична точка, якої відповідає найбільший розвивається двигуном критичний крутний момент Мк в стопорному режимі; 4 - точка номінального режиму роботи двигуна, якій відповідає номінальне, за умовою нагріву обмотки статора, значення крутного моменту вала двигуна; 5 - точка холостого ходу, якій відповідає синхронна частота обертання ротора, рівна частоті обертання магнітного поля статора.
Участок рухової галузі характеристики 1-2 називається нестійкою гілкою механічної характеристики. Ділянка 2-3 являє собою криволінійну частину перевантажувальної гілки механічної характеристики. Частина характеристики від точки 2 до точки 4 називається перевантажувальної гілкою, де двигун розвиває момент більше номінальної величини. Частина характеристики, лежача у другому квадраті на ділянці 5-6, називається генераторної гілкою механічної характеристики.
Розглянемо роботу приводу лебідки в характерних режимах.
При пуску двигуна на підйом навантаженому кабіни його ротор розвиває початковий пусковий момент МПН, відповідний точці 1. Так як, рушійний момент ротора більше величини приведеного моменту зовнішніх опорів Мс, частота його обертання зростає відповідно до ходом графіка на ділянках 1-2 , 2-3, до робочої точки РБД, відповідної досягненню рівності рушійного моменту і моменту зовнішніх опорів. Далі кабіна буде рухатися зі сталою великою швидкістю.
При пуску двигуна на опускання навантаженому кабіни розгін ротора відбувається аналогічним чином, але закінчується в робочій точці РБГ генераторної гілки механічної характеристики великій швидкості. Ротор буде обганяти обертове магнітне поле статора. Двигун буде працювати в генераторному режимі, віддаючи енергію в силову ел...
