Главная | Обратная связь

Устойчивость двигателя

Важно, чтобы работа двигателя вместе с производственным механизмом протекала устойчиво. Под устойчивой работой двигателя понимается его способность вернуться в исходную точку равновесия после кратковременного действия возмущающих сил, нарушивших это равновесие. Оценку устойчивости производят из совместного рассмотрения механических характеристик двигателя и производственного механизма.

Рисунок 6.6 - К определению устойчивости работы двигателя совместно смеханизмом

Работа двигателя может быть устойчивой и неустойчивой. Неустойчивая работа будет наблюдаться при возрастающих механических характеристиках двигателя. На рисунке 6.6 показана такая характеристика двигателя (прямая 1). Там же дана механическая характеристика для механизма, приводимого во вращение двигателем (прямая 2). Для него принята зависимость М_с=М₂=const, являющаяся типичной для целого ряда механизмов (подъемные краны, механизмы подачи для металлорежущих станков и т. д.). Пересечение этих прямых является точкой равновесия моментов М=М_с (точка а) и соответствует установившемуся режиму работы.

Предположим, что в результате действия каких-либо возмущающих сил скорость увеличится на Δn. Тогда момент двигателя увеличится до М₁ и возникнет положительный динамический момент, так как

М₁—M_c>0. Под действием избыточного момента двигателя скорость n начнет нарастать, разность М—М_с еще больше увеличится, что приведет к дальнейшему возрастанию скорости, и т. д. Если в результате возмущения скорость уменьшится, то М—Мс<0 и скорость будет непрерывно уменьшаться. Отсюда следует, что точка а является точкой неустойчивого равновесия и, следовательно, нормальная работа двигателя с возрастающей механической характеристикой невозможна.

Аналогичным путем можно показать что при падающей механической характеристике работа будет проходить устойчиво, так как всякое отклонение скорости на ±Δn вызывает появление избыточного момента, направленного на восстановление равновесия. В общем виде критерием устойчивой работы является неравенство

(6.27)

Иногда при проектировании двигателей в целях уменьшения его размеров и массы принимают повышенные значения линейной нагрузки А и индукции в воздушном зазоре В_δ В таких двигателях сильно проявляется размагничивающее действие реакции якоря, и получить у них падающую механическую характеристику не удается. Тогда предусматривают специальную обмотку возбуждения (стабилизирующую обмотку), располагаемую на полюсах и включаемую последовательно с якорем. Она имеет всего несколько витков и предназначается для компенсации размагничивающего действия реакции якоря. При наличии такой обмотки поток машины практически не будет изменяться с ростом тока якоря — он будет стабилизирован. Механическая характеристика такой машины будет падающей.