Устойчивость механической характеристики

Уравнение движения (уравнение механического равновесия) для электродвигателя:

,                                                                                             (1)

где M _эм – электромагнитный момент двигателя, [Н·м],

       M _с = M ₂ + M ₀ – момент статического сопротивления, [Н·м] (М ₂ – тормозной момент исполнительного механизма, М ₀ – тормозной момент, обусловленный механическими и магнитными потерями в электродвигателе),

       J – момент инерции вращающихся частей двигателя и механизма,

       d ω/ dt – угловое ускорение, [рад/с²].

Ускорение и замедление вращения ротора или якоря электродвигателя из (1):

- при M _эм > М _с: d ω/ dt > 0, т.е. частота вращения увеличивается,

- при M _эм < М _с: d ω/ dt < 0, т.е. частота вращения уменьшается.

Теперь проанализируем на устойчивость механическую характеристику ДПТ НВ при номинальной нагрузке (M _ном) в случаях, если реакция якоря скомпенсирована (сплошная линия) и если реакция якоря не скомпенсирована (пунктирная линия):

Рисунок 1 – Механическая характеристика ДПТ НВ.

Рассмотрим два случая:

Первый случай: при номинальной нагрузке (M _ном) и скомпенсированной реакции якоря (сплошная линия) характеристика двигателя достигла точки 1. Предположим, что по внешним причинам частота вращения якоря (ω) немного увеличилась, тогда электромагнитный момент двигателя уменьшается (рис. 1, сплошная линия): M _эм < М _с, d ω/ dt < 0, т.е. частота вращения уменьшается и принимает предыдущее значение – следовательно, работа двигателя на данной характеристике (сплошная линия) является устойчивой.

Второй случай: при номинальной нагрузке (M _ном) и нескомпенсированной реакции якоря (пунктирная линия) характеристика двигателя достигла точки 2. Предположим, что по внешним причинам частота вращения якоря (ω) немного увеличилась, тогда электромагнитный момент двигателя увеличивается (рис. 1, пунктирная линия): M _эм > М _с, d ω/ dt > 0, т.е. частота вращения продолжает увеличиваться – следовательно, работа двигателя на данной характеристике (пунктирная линия) является неустойчивой.

Вывод: при Δω/Δ M > 0 механическая характеристика электродвигателя является неустойчивой, при Δω/Δ M < 0 – устойчивой.