Главная  Журналы 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 [ 11 ] 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

ния якоря совершает колебания между максимальным и минимальным значениями вблизи какого-то среднего значения, которое называется средней скоростью вращения. Кривая изменения скорости якаря электродвигателя во время работы в искаженном для наглядности масштабе изображена на рис. 26, где совмещены графики

скорости вращения п и на-

р момент з11МБ1кан[СР

L> контактаб


пряжеиия на якоре V в функции времени. Кривая изменения скорости иллюстрирует стабилизацию скорости вблизи среднего значения Пстаб, которая получается при постоянном напряжении питания и постоянной нагрузке на валу, равной Ml. Стабилизация происходит следующим образом: в момент включения на якорь попадает полное напряжение источника питания, и двигатель, обладающий достаточным запасом мощности, разгоняется до скорости «1 (точка /). По достижении скорости ni кон-гакты регулятора размыкаются, а двигатель продолжает вращаться по инерции, постепенно теряя скорость. Когда его скорость снизится до П2 (точка 2), произойдет замыкание контактов и двигатель вновь начнет разгоняться, пока не достигнет скорости tii; затем все повторится в том же порядке. Размыкание и замыкание следуют одно за другим. Отношение времени, в течение которого контакты замкнуты ts ко времени, когда они разомкнуты <р, определяет количество подводимой к якорю энергии. Чем больше времени контакты замкнуты, тем больше энергии успеет поступить в якорь двигателя, тем больше, при той же скорости вращения, мощность, развиваемая двигателем на валу.

Если увеличить нагрузку на валу до какого-то момента M>Mi, крутизна нарастания скорости уменьшится, время разгона возрастет, а время торможения станет меньше; соответственно изменится соотношение времен «замыкания» и «размыкания». К двигателю будет подводиться больше энергии. Если продолжать увеличение нагрузки до момента М2, крутизна нарастания станет еще меньше, а скорость не сможет уже подняться выше Пг, контакты регулятора перестанут размыкаться и стабилизация скорости прекратится - электродвигатель выйдет на свою естественную характеристику.

Режим выхода на естественную характеристику является первым предельным режимом работы двигателя с регулятором, поэтому естественные характеристики электродвигателя n=f(M, U) выбираются с запасом по скорости так, чтобы прн максимальной рабочей нагрузке и минимальном напряжении собственная скорость двигате-38

Рис. 26. Изменение скорости и напряжения прн работе центробежного регулятрра.




Рис, 27, Силы, действующие в регуляторе.

;1Я (без регулятора) всегда оставалась выше скорости Па, при которой еще ие перестают срабатывать контакты.

Вторым предельным режимом является режим минимальной нагрузки при максимальном напряжении, когда возрастание скорости начинает происходить настолько бурно, что размах колебаний в период между замыканием и размыканием контактов достигает недопустимой величины: работа регулятора становится неустойчивой, якорь двигателя вращается рывками. Если в цепь двигателя, работающего в таком режиме, включить миллиамперметр, его стрелка зафиксирует «броски» потребляемого тока. Такой характер работы определяется влиянием сил, которые возникают в регуляторе в результате неравномерности вращения, - тангенциальными силами. Тангенциальные силы вступают во взаимодействие с центробежной силой и силой противодействия возвратной пружины, оказывая очень большое влияние на всю работу регулятора. Тангенциальные силы направлены по касательной к траектории движения груза в сторону, противоположную ускорению (замедлению): во время разгона тангенциальная сила направлена против направления вращения, а при замедлении - по вращению.

Силы, действующие на подвижный груз регулятора при неравномерном вращении, изображены на рнс. 27. Во время разгона действуют силы: -центробежная сила, Fnp -- сила от возвратной * пружины и Ft.y - тангенциальная сила при ускорении. Во время торможения действуют F, Fup, F.a - тангенциальная сила при замедлении.

Силы изображены векторами, приложенными к центру груза. При соответствующем пересчете такое допущение вполне закономерно. Сила от действия возвратной пружины Fup при любых условиях постоянна по велншне и направлению; она всегда стремится прижать контакты друг к другу. .Величина силы от возвратной пружины Fup пропорциональна прогибу пружины I:

Fup=kl. (17)

где k - коэффициент пропорциональности.

Центробежная сила Рц действует на массу груза, контактов и других деталей. Она паправлена от центра к периферии. Вектор равнодействующей центробежной силы проходит через ось вращения (точка О). Центробежная сила всегда стремится развести контакты. Величина центробежной силы F зависит от скорости вращения <й, массы груза т, расстояния от оси вращения г и ие зависит от направления вращения:

F=mm. (18)

Если бы якорь вращался почти равномерно с очень небольшими ускорениями, момент отрыва контактов целиком зависел бы от взаимодействия только двух сил: f„ и fnp. В действительности же якорь вращается не равномерно, а так, как показано на рнс. 26: то



с ускорением, то с замедлением. .В результате неизбежно возникают тангенциальные силы Ft.s и Рт.у, пренебречь которыми никак нельзя, ибо опи нарушают равновесие снл Fup и /ц и сильно влияют на время размыкания и замыкания контактов.

Величина тангенциальной силы Ft определяется массой груза т и угловым ускорением е:

FT = me. (19)

От знака ускорения ±6 зависит направление вектора F-: в сторону f т.у или в сторону т-з.

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА РАБОТУ ЦЕНТРОБЕЖНОГО РЕГУЛЯТОРА

Направление вращения. В отличие от центробежной силы и силы противодействия возвратной пружины тангенциальная сила меняет свое направление и может улучшить или ухудшить работу регулятора в зависимости от направления вращения. Например, прн вращении регулятора (рис. 27) по часовой стрелке она оказывает полезное действие, так как во время разгона, когда требуется разомкнуть контакты fi.y действует согласно с центробежной силой Fji и способствует размыканию контактов, а прн торможении, когда требуется замкнуть контакты, т.з действует согласно с силой от возвратной пружины fnp и способствует замыканию контактов, т. е. повышают быстродействие контактов. Однако в том же регуляторе прн вращении в обратную сторону (против часовой стрелки) направление тангенциальных сил будет таково, что онн будут препятствовать размыканию контактов прн разгоне и задерживать контакты замкнутыми во время торможения, т. е. снижать быстродействие

контактов. Регулятор будет работать г--яг-Г".™.-™«-г . - хуже. Коммутация контактов станет менее четкой.

Полезное действие тангенциальных сил принимается во виимание при проектировании регуляторов. Для нереверсивных электродвигателей регуляторы делаются с таким расположением подвижного груза относительно его оси вращения Oi (рис. 27), что действие тангенциальных схем выражается особенно ярко. Такие регуляторы дают повышенную точность стабилизации в «правильном» направлении вращения, но 9Я тт "Р** вращении в противоположную сто-

Рис. 28. Центре- ррду работают менее устойчиво, с ухуд-

бежныи контакт- шением точности стабилизации,

иыи регулятор ле- На рис 28 представлен типичный

вого вращения. нереверсивный регулятор левого враще-

ния. Масса подвижного груза 1 у него отнесена к краю платы, а точка крепления пластинчатой пружины на кронштейне 2 сдвинута к центру. В центре виден торцевой скользящий контакт 3, ниже-противовес 4. Направление вращения двигателя с таким регулятором должно соответствовать тому, на которое он рассчитан.

Правильное направление вращения электродвигателя с регулятором определяется простым правилом: подвижная система регуля-






0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 [ 11 ] 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30