電機的機械特性和生產機制

在設計電驅動裝置時，必須選擇電動機，使其機械特性與生產機構的機械特性相匹配。機械特性給出了穩態下變量的關係。

機構的一個機械特性稱為角速度與機構的阻力矩之間的關係，簡化為電機軸) ω = f (Mc)。

米。一、機構的機械特性

在所有品種中，機構的機械特性有幾種特徵類型：

1. 具有與速度無關的阻力矩特性（圖 1 中的直線 1）。與速度無關的機械特性被繪製為平行於旋轉軸的直線，在這種情況下是垂直的。例如，具有恆定輸送高度的起重機、絞車、活塞泵等都具有這種特性。

2.阻力矩與速度線性相關的特性（圖 1 中的第 2 行）。這種依賴性是固有的，例如，在以恆定負載運行的獨立勵磁直流發電機的驅動中。

3. 扭矩非線性增加的特性（圖 1 中的曲線 3）。典型的例子是風扇、離心泵、螺旋槳的運行。對於這些機構，力矩 Mc 取決於角速度 ω 的平方......這就是所謂的拋物線（風扇）機械特性。

4. 阻力矩呈非線性遞減特性（圖1中曲線4）。這裡，阻力矩與轉速成反比。在這種情況下，功率在機構的整個運行速度範圍內保持恆定。例如，在一些金屬切削機床（車、銑、鑽）的主要運動機構中，力矩Mc的變化與ω成反比，而機構消耗的功率保持不變。

電動機的機械特性稱為其角速度對轉矩的依賴性ωd=f(M)。這裡應該記住，無論旋轉方向如何，電機軸上的力矩 M 都具有正號 - 運動力矩。同時，阻力矩Mc 為負號。

例如，圖。 2 表示機械特性： 1——同步電動機； 2——獨立勵磁直流電動機； 3 — 串聯勵磁的直流電機。

米。 2.電動機的機械特性

為了評估電驅動器的機械特性，使用了特徵剛度的概念。機械特性的剛度由表達式確定

β = dM / dω

其中 dM——發動機扭矩的變化； dωd——角速度的相應變化。

對於線性特性，值 β 保持不變，對於非線性特性，它取決於工作點。

使用這個概念，如圖 1 所示的特徵。 2、可定性評價如下： 1——絕對剛性（β=∞）； 2——固體； 3——柔軟。

一個絕對困難的特性——當電機負載從零變為標稱值時，電機轉速保持不變。同步電機就有這個特點。

剛性特性——負載從零到額定時，轉速變化不大。並聯勵磁直流電機和感應電機在該特性的線性部分區域都具有該特性。

剛性特性被認為是當負載從零變為額定時速度變化不超過額定速度的大約 10% 的特性。

軟特性——電機轉速變化大，負載變化相對較小。串聯、混合或併聯勵磁的直流電動機都具有這種特性，但在電樞電路中具有附加電阻，並且在轉子電路中與電阻異步。

對於大多數生產機構，使用具有剛性機械特性的異步鼠籠式電動機。

電動機的所有機械特性分為自然特性和人為特性。

自然機械特性是指發動機在工況下具有標稱值的參數 。

例如，對於並勵電機，可以針對電樞電壓和勵磁電流具有標稱值且電樞電路中沒有附加電阻的情況繪製自然特性。

感應電機的固有特性對應於提供給電機定子的交流電的額定電壓和額定頻率，前提是轉子電路中沒有附加電阻。

因此，對於每台發動機，只能構建一個自然特性和無限數量的人工特性。例如，直流電機或感應電機轉子電路中電樞電阻的每個新值都有其自身的機械特性。