Умови роботи електропривода в усталеному режимі

Головною ознакою роботи електропривода в усталеному ре­жимі є сталість швидкості руху електродвигуна і виконавчо­го органа робочої машини. Це можливо лише за умови рівно­сті приведеного до вала електродвигуна моменту опору робо­чої машини і обертового моменту електродвигуна: М = М_с.

У процесі роботи більшості робочих машин момент опору постійно змінюється. Електродвигуни мають унікальну зда­тність автоматично підтримувати рівновагу електромеханічної си­стеми електропривода при зміні моменту опору. В електричних двигунах роль автоматичного ре­гулятора виконує електрорушій­на сила (EРC) двигуна.

Пояснимо це на прикладі ро­боти електропривода робочої ма­шини, яка має незалежну від швидкості механічну характери­стику; а функцію електродвигу­нового пристрою виконує асинх­ронний двигун (рис. 1.7).

Характеристика 1 робочої машини відповідає моменту опору М_с, скажімо, на холостому ході. Умові М = М_с1, тобто усталеному режиму роботи, відповідає спільна для механіч­ної характеристики 3 електродвигуна і для механічної ха­рактеристики 1 робочої машини точка А та швидкість 𝜔₁.

При збільшенні навантаження (характеристика 2 робо­чої машини) швидкість електродвигуна зменшується, а еле­ктромагнітний обертовий момент двигуна зростає. Зростан­ня моменту відбуватиметься доти, поки не настане рівновага моментів М = М_с2. Цьому новому усталеному режиму робо­ти електропривода відповідає точка Б і швидкість 𝜔₂. За­вдяки цьому електропривод й надалі стійко працюватиме за інших значень швидкості й моменту.

Стан усталеного режиму роботи електропривода, коли при зміні навантаження автоматично змінюється момент елект­родвигуна і швидкість обертання, називають статичною стійкостю. Умовою статичної стійкості електропривода є:

М/ 𝜔 – M 𝜔 < 0, (1.8)

або

_с<0. (1.9)

Умови (1.8) та (1.9) означають, що електропривод зберіга­тиме статичну стійкість, лише якщо за додатного приросту швидкості 𝜔 момент електродвигуна буде меншим моменту опору М_с і привод завдяки цьому загальмує до попереднього значення швидкості. За від'ємного приросту швидкості 𝜔 момент електродвигуна перевищуватиме момент опору М_с і привод завдяки цьому розженеться до попереднього значен­ня швидкості.

Але можливий і такий стан, коли робота електромеханіч­ної системи електропривода буде несталою, якщо умови (1.8) та (1.9) не виконуються. Прикладом цього може бути робота привода в точці В (рис. 1.7), коли навіть незначне відхилення швидкості призводить до того, що привод не повертається в точку усталеного режиму. Найчастіше при проектуванні електропривода механіч­на характеристика робочої машини є заданою. Для того щоб забезпечити усталений режим роботи електропривода в за­даному діапазоні зміни моменту опору, потрібно правильно вибрати електродвигун (його механічні характеристики ма­ють відповідати механічним характеристикам робочої ма­шини). Цьому питанню буде присвячено окремий розділ по­сібника.