Рис. 4. Механические характеристики
а — производственных механизмов: б — электродвигателей

Приведенные типы механических характеристик производственных механизмов являются основными, дающими представление о наиболее распространенных механизмах.

Механические характеристики электродвигателей могут быть подразделены на три основные категории:
1) абсолютно жесткую, при которой скорость двигателя остается неизменной при любых изменениях момента на его валу (рис. 4,6; прямая 1). По такой характеристике работают синхронные электродвигатели;
2) жесткую, при которой скорость двигателя при изменении момента на его валу изменяется незначительно (рис. 4,6; кривая 2). Такой характеристикой обладают электродвигатели постоянного тока с параллельным возбуждением и асинхронные двигатели (в пределах рабочей части механической характеристики);
3) мягкую, при которой скорость двигателя при изменении момента на его валу значительно уменьшается (рис. 4,6; кривая 3). Мягкая характеристика свойственна двигателям постоянного тока с последовательным или смешанным возбуждением.

На валу производственного механизма ав-матически изменяется скорость и момент вращения на валу электродвигателя, а привод продолжает устойчиво работать при иной скорости .с новым значением момента. Способность электродвигателя автоматически поддерживать динамическое равновесие при меняющемся моменте сопротивления Является его ценной особенностью, поскольку во многих случаях момент сопротивления на валу производственного механизма меняется в той или иной степени. Для обеспечения устойчивой работы в условиях установившегося режима при определенных скоростях и моментах сопротивления производственного механизма необходимо подбирать двигатель .с соответствующей механической характеристикой.

Различают понятия естественных и искусственных механических характеристик электродвигателей.

Естественная механическая характеристика представляет собой зависимость n=f(M) при нормальных условиях работы электродвигателя в отношении его параметров. Например, естественная характеристика асинхронного двигателя строится при номинальных значениях напряжения и частоты и внешнем сопротивлении в цепи ротора, равном нулю. Естественная характеристика электродвигателя постоянного тока с параллельным возбуждением может быть получена при номинальных значениях напряжения и магнитного потока, а также внешнем сопротивлении в цепи якоря, равном нулю.

Искусственная механическая характеристика представляет собой зависимость n=f(M) при ненормальных условиях работы электродвигателя в отношении его параметров. Например, искусственная характеристика двигателя переменного или постоянного тока может быть получена при напряжении, отличном от номинального, либо при наличии дополнительных сопротивлений в цепи якоря или ротора. Для двигателей постоянного тока можно получить искусственные характеристики за счет изменения магнитного потока возбуждения, отличного от его номинального значения.

Во время работы производственного механизма на валу электродвигателя действуют в общем случае два момента: момент, развиваемый двигателем, и момент статического сопротивления механизма.

Момент статического сопротивления может быть вызван различного рода деформациями материалов, весом груза, действием ветра, силами трения и т. д, а также несколькими причинами одновременно.

Момент вращения двигателя может быть направлен по отношению к скорости вращения по-разному. В соответствии с этим различают двигательный и тормозной режимы работы двигателя. Двигательный режим характеризуется тем, что движение происходит в направлении действия момента двигателя; момент и скорость вращения двигателя по направлению совпадают. В тормозных режимах момент двигателя направлен против скорости вращения. Двигатель в этом случае оказывает тормозящее действие. Тормозной режим, как и двигательный, находит широкое применение в подъемно-транспортных машинах. Он используется для опускания грузов, а также для торможения при остановке механизмов.

Моменты статического сопротивления могут быть направлены по отношению к скорости также по-разному. Например, моменты статического сопротивления, вызванные трением и неупругой деформацией материалов, направлены всегда против скорости. Моменты, обусловленные весом груза, действием ветра и упругой деформацией материалов, могут быть направлены по скорости и против нее. Моменты статического сопротивления, направленные против скорости, являются тормозящими, моменты, совпадающие со скоростью, — движущими.

За условное положительное направление скорости п в случаях горизонтального движения, например, разного рода тележек принимают произвольно одно из ее направлений. как указано на ркс. 5, а. За условное положительное направление скорости п в случаях вертикального движения (например, для механизмов подъема) принимают то, которое соответствует подъему груза (рис. 5,6). За условное положительное направление момента двигателя М принимаем направление, совпадающее с условным положительным направлением скорости, а за условное положительное направление момента статического сопротивления Мс — противоположное.

Рис. 5. Выбор условных положительных направлений скорости вращения и моментов