Caractéristiques mécaniques des entraînements électriques

Le choix de l'entraînement électrique est déterminé par les exigences de la machine de travail. L'entraînement électrique doit garantir que la machine en fonctionnement exécute la technologie spécifiée dans tous les modes possibles: démarrage, réception et décharge de la charge, arrêt, changement de vitesse, charge constante. La nature de ces modes est principalement déterminée par les propriétés mécaniques du moteur et de la machine de travail... L'un des principaux critères d'évaluation des propriétés mécaniques du moteur et de la machine de travail est leurs caractéristiques mécaniques.

Caractéristiques mécaniques des moteurs électriques

La caractéristique mécanique du moteur électrique est la dépendance de la vitesse de rotation de l'arbre sur le couple développé par le moteur ω=φ(Md) ou n = e(Md) où ω — vitesse angulaire de rotation de l'arbre, rad / sec, n - vitesse de rotation de l'arbre, tr/min

La caractéristique mécanique du moteur est appelée la dépendance naturelle n = f (M) est obtenue avec les paramètres nominaux du réseau électrique, le schéma de connexion normal et sans résistances supplémentaires dans le circuit électrique.

S'il y a des résistances supplémentaires ou si le moteur est alimenté par un réseau avec une tension ou une fréquence différente de celle nominale, les caractéristiques mécaniques du moteur seront dites artificielles... Évidemment, le moteur a un nombre infini de caractéristiques artificielles et seulement un naturel.

La plupart des moteurs électriques, sous charge, diminuent de vitesse à mesure que le couple augmente. La caractéristique dans ce cas est appelée chute... Le degré de changement de régime moteur avec un changement de couple est estimé par la soi-disant rigidité des caractéristiques mécaniques, qui est déterminée par le rapport α = ΔM / Δω ou α = ΔM / Δн

Riz. 1. Différents types de caractéristiques mécaniques : a — moteurs électriques, b — machines de production.

Les valeurs du changement de moment et du taux de chute dans la détermination de la rigidité sont généralement prises en unités relatives. Cela permet de comparer les caractéristiques de différents types de moteurs.

Selon le degré de rigidité, toutes les caractéristiques mécaniques des moteurs sont réparties dans les groupes suivants.

1. Performances lourdes absolues avec une valeur de raideur α = ∞… Les moteurs synchrones ont de telles caractéristiques mécaniques (courbe 1, Fig. 1, a) avec une vitesse de rotation strictement constante.

2. Caractéristiques solides avec une chute de vitesse relativement faible avec un couple croissant et α = 40 — 10.Ce groupe comprend les caractéristiques naturelles des moteurs à courant continu à excitation indépendante (courbe 2) et les caractéristiques des moteurs à induction dans la section linéaire (courbe 3).

3. Caractéristiques mécaniques douces avec une grande chute relative de vitesse avec un couple croissant et avec une rigidité jusqu'à α = 10. Ces caractéristiques ont des moteurs à courant continu à excitation en série (courbe 4), des moteurs à excitation indépendante avec une résistance d'induit élevée et des moteurs asynchrones avec des résistances supplémentaires dans le circuit rotorique.

Pendant le fonctionnement de l'entraînement électrique, afin de surmonter la résistance de la machine de travail, le moteur doit développer un certain moment. Par conséquent, lors du choix d'un moteur, il est d'abord nécessaire d'identifier la correspondance des caractéristiques du moteur et de la machine de travail.

Caractéristiques mécaniques des machines de travail

La caractéristique mécanique de la machine de travail est la dépendance du moment de résistance statique de la machine à la vitesse de rotation de l'arbre d'entraînement. Pour la commodité de la construction conjointe, cette dépendance est généralement exprimée de la même manière que la caractéristique moteur, sous la forme ω=φ(Ms -Ms) ou n =e(Miss).

Le moment de résistance statique Ms, ou moment statique en abrégé, est le moment de résistance créé par la machine sur l'arbre d'entraînement en mode statique (stationnaire) lorsque la vitesse ne change pas.

Les caractéristiques mécaniques de la machine peuvent être obtenues empiriquement ou par calcul si la répartition des efforts ou moments statiques sur les éléments du schéma cinématique est connue.Les moments statiques des machines peuvent dépendre non seulement de la vitesse, mais également d'autres quantités. Par conséquent, dans les calculs pratiques des entraînements électriques, il est nécessaire de considérer chaque cas séparément.

Les moments statiques de diverses machines de travail sont divisés en groupes selon la nature de leur dépendance à la vitesse (caractéristiques mécaniques). Les plus courants en pratique sont les suivants.

1. Le moment statique dépend peu ou pratiquement pas de la vitesse (courbe 1, Fig. 2, b). Ces caractéristiques ont des mécanismes de levage, des grues, des treuils, des palans, ainsi que des convoyeurs à bande sous charge constante.

2. Le moment statique de la machine augmente proportionnellement au carré de la vitesse (courbe 2). Cette caractéristique, caractéristique des ventilateurs axiaux, est appelée caractéristique du ventilateur et présentée analytiquement sous la forme de la formule : Mc = Mo + kn2, où Mo est le moment statique initial, le plus souvent dû aux forces de frottement, qui ne sont généralement pas dépendent de la vitesse, k est le coefficient expérimental. En plus des ventilateurs, les pompes centrifuges et vortex, les séparateurs, les centrifugeuses, les hélices, les turbocompresseurs et les tambours rotatifs ont des caractéristiques de ventilateur.

3. Le moment statique diminue avec l'augmentation de la vitesse (courbe 3). Ce groupe comprend les caractéristiques de certains mécanismes de convoyage et de certaines machines à découper les métaux.

4. Le moment statique varie avec la vitesse de manière ambiguë, avec une transition brusque due aux particularités du processus technologique. Les caractéristiques de ce groupe ont des machines qui fonctionnent avec de fréquentes surcharges importantes, qui conduisent parfois à un arrêt complet.Par exemple, mécanisme de ramassage pour une pelle à godet unique, convoyeur à raclettes, travaillant sous blocage de la masse transportée, concasseurs et autres machines.

Outre celles répertoriées, il existe en pratique d'autres types de caractéristiques mécaniques des machines, par exemple les pompes à piston et les compresseurs, dont les moments statiques dépendent de la trajectoire.