Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ОЭМ11.docx
Скачиваний:
43
Добавлен:
06.11.2017
Размер:
656.03 Кб
Скачать

6, При каком условии осуществляется устойчивая работа двигателей постоянного тока?

При работе двигателя всегда возникают определенные возмущения режима работы (кратковременные колебания напряжения сети, случайные кратковременные изменения момента нагрузки на валу и так далее). Такие возмущения чаще всего бывают небольшими и кратковременными, однако при этом происходят, хотя также небольшие и кратковременные, нарушения равенства моментов установившегося режима работы вследствие чего возникает момент Mдини изменяется скорость вращения.

Под устойчивостью работы двигателя понимается его способность вернуться к исходному, установившемуся режиму работы при малых возмущениях, когда действие этих возмущений прекратится. Иными словами, работа двигателя называется устойчивой, если бесконечно малые в пределе возмущения его работы вызывают лишь столь же малые изменения величин, характеризующих режим его работы, например скорости вращения, тока якоря и так далее. Двигатель неустойчив в работе, если подобные малые возмущения приводят к большим изменениям режима работы. При неустойчивой работе небольшие кратковременные возмущения вызывают либо непрерывное изменение режима (nIа и так далее) в каком-либо одном направлении, либо приводят к колебательному режиму с возрастанием амплитуд колебаний nIа и так далее. Естественно, что в условиях эксплуатации необходимо обеспечить устойчивый режим работы двигателя. При неустойчивости двигателя нормальная его работа невозможна, и обычно происходит авария.

Устойчивость работы двигателя зависит от вида его механической характеристики M = f(n) и от вида зависимости момента сопротивления на валу от скорости вращения Mст = f(n). Вид последней зависимости определяется свойствами рабочей машины, приводимой в движение двигателем. Например, у металлорежущих станков, если установка резца не изменяется, Mст ≈ const, то есть Mст не зависит от скорости вращения, а у вентиляторов и насосов Mст ∼ nв квадрате.

Рисунок 1. Устойчивый (а) и неустойчивый (б) режим работы двигателя

На рисунке 1, а и б изображены два характерных случая работы двигателя. Установившемуся режиму работы (M = Mст) со скоростью вращения n0 соответствует точка пересечения указанных двух характеристик.

Если зависимости M = f(n), и Mст = f(n) имеют вид, изображенный на рисунке 1, а, то при случайном увеличении n в результате возмущения на Δn тормозной момент Mст станет больше движущего (Mст > M) и поэтому двигатель будет затормаживаться, что заставит ротор вернуться к исходной скорости n0. Точно так же, если в результате возмущения скорость двигателя уменьшится на Δn, то будет Mст < M, поэтому ротор станет ускоряться и снова будет nn0. Таким образом, в рассматриваемом случае работа устойчива. Как следует из рисунка 1, а, при этом

(2)

что и является признаком, или критерием, устойчивости работы двигателя.

При зависимостях M = f(n) и Mст = f(n) вида рисунка 1, б работа неустойчива. Действительно, при увеличении n от n = n0 до n = n0 + Δn будет M > Mст, возникнет избыток движущего момента, скорость n начнет нарастать, причем избыточный момент M – Mст увеличится еще больше, n еще возрастет и так далее. Если в результате возмущения n = n0 – Δn, то M < Mст и n будет непрерывно уменьшаться. Поэтому работа в точке M = Mст и n = n0 невозможна. Как следует из рисунка 1, б, в этом случае

(3)

что является признаком неустойчивости работы двигателя.

Из изложенного следует, что двигатель с данной механической характеристикой M = f(n) может работать устойчиво или неустойчиво в зависимости от характеристики Mст = f(n) рабочей машины. Возникновение неустойчивости наиболее вероятно при такой механической характеристики двигателя M = f(n) или n = f(M), когда M и n увеличиваются или уменьшаются одновременно (рисунок 1, б). В частности, в этом случае работа неустойчива при Mст = f(n) = const (например, металлорежущие станки). Поэтому двигателей с такими механическими характеристиками не строят.

Изложенное здесь в равной мере относится к устойчивости двигателей как постоянного, так ипеременного тока, а также любых видов двигателей.

Соседние файлы в предмете Электрические машины