Одномоторный привод имеет меньшую массу и габариты, дешевле многомоторного по стоимости, но дороже в эксплуатации вследствие большей стоимости техобслуживания и ремонта. Его ремонтопригодность ниже вследствие затрудненности разбивки машины на ремонтные агрегаты. Уменьшается при нем и возможность блочного конструирования машины. При одномоторном приводе затруднено и ограничение нагрузки на отдельные механизмы пределами, вытекающими из условия работ. Предохранительные муфты не являются в большинстве своих конструкций средствами, могущими точно ограничить передаваемый момент. Это приводит к необходимости некоторого утяжеления конструкции и снижению надежности при работе в тяжелых условиях.

Рис. 1. Внешние характеристики различных приводов

Рис. 2. Внешние характеристики:
а, б и в — двигателей постоянного тока в системе Т-ГД при различых положениях контроллеров 1—4 (а — характеристика средней мягкости; б — мягкая; в—жесткая); г — привода с гидромуфтой или электромагнитной муфтой; д — привода с гидропреобразователем; Р — мощность; А1м—крутящий момент при наполнении v=100%; Л1Г—крутящий момент гидропреобразователя; т] — к. п. д. гидропреобразоЬателя; а — точка номинального момента гндропреобразователя; б — точка момента гидропреобразователя при vmax

Раньше считалось, что одномоторный привод по своим качествам уступает многомоторному электрическому, пневматическому и гидравлическому вследствие его жестких внешних характеристик, увеличивающих динамические нагрузки, износ и аварийность машин, особенно в тяжелых условиях эксплуатации. Применение гидромуфт и гидропреобразователей, а также электромагнитных муфт скольжения в значительной мере смягчило эти недостатки.

Многомоторный привод обеспечивает ограничение нагрузки каждого механизма в зависимости от условий работ, возможность блочного конструирования, лучшую ремонтопригодность, условия для стандартизации и унификации узлов и использования стандартных узлов и деталей. Однако такой привод имеет значительную массу, габариты и стоимость, а комбинированный еще и большую сложность вследствие использования нескольких видов энергии.

Применение гидромуфт, электромагнитных муфт и гидропреобразователей по сути дела почти снимает вопрос о преимуществах внешних характеристик различных типов силового оборудования и на первое место ставит экономическую эффективность и надежность, удобство управления и обслуживания. Однако для машин малой мощности, для которых гидропреобразователи вряд ли целесообразны, а тем более для простых машин, где маловероятно применение других указанных выше устройств, следует уделить внимание вопросу внешних характеристик различных типов силового оборудования.

Для сопоставления выбраны кривые номинального крутящего момента Мк=/(п), придающие сопоставимые свойства машинам, на которых они установлены. Поскольку одинаковые значения Мк разных типов оборудования не будут соответствовать этому условию, то за 100% Мк выбрано его номинальное значение (при номинальной частоте вращения) при схеме Г-Д с индивидуальными генераторами для каждого рабочего двигателя. В этом случае номинальный крутящий момент при той же скорости для других видов привода выбран в соответствии с установившейся практикой при замене одного силового оборудования другим.

Согласно этому номинальный крутящий момент Мк и мощность максимальный момент Л1ктах, частота вращения при максимальном моменте п, при номинальном моменте п„ и при холостом ходе (20% от Мк) приведены в табл. 22, а кривые характеристик — на рис. 94 и 95. Анализируя данные таблицы и рисунки, можно видеть, что кривые внешних характеристик разделяются по своему характеру на три основные группы:
1) всережимные, т. е. изменяющиеся по частоте вращения от оси ординат (п=0) до оси абсцисс (n=nmax) — кривые и несколько условно кривые II, III, IX и X;
2) имеющие пересечение только с осью абсцисс, а стало быть имеющие значение п=птах — кривые VII и несколько условно* кривая IV, пригодные для работы в пределах от “ = “тах до п= (45-=-80) % Птах;
3) ограниченные возможностью работы на очень узких участках, охватывающих пределы от 60% п до 100% п (кривые V и VI).

Это еще раз говорит о том, что без гидромуфты или без гидропреобразователя двигатели внутреннего сгорания имеют весьма ограниченную возможность приспособления к различным режимам. У остальных вйдов силового оборудования приспособляемость выше, чем показано на рис. 94, где изображены только предельные кривые, соответствующие работе на максимальной (номинальной) мощности. При регулировании управлением возможна работа всережимных оборудований на всей ограниченной кривыми площади диаграммы M=f(n) — рис. 94 и 95.

По характеру внешних характеристик различные передачи разделяются также на такие, у которых крутящие моменты на: выходном и входном валах примерно равны или (при наличии редуктора) пропорциональны независимо от изменения скорости (частоты вращения) и формы характеристики, и на такие, у которых формы характеристик могут быть различными в зависимости от нагрузки. Первые называются прозрачными. К ним относятся механические передачи с двигателями внутреннего сгорания, электрические передачи переменного тока (кривая VII на рис. 94), передачи с гидромуфтами и электромагнитными муфтами. Ко вторым, которые называются непрозрачными, относятся электрические передачи постоянного тока с системой Г — Д и комбинированные передачи с гидропреобразователями, дизель-электрические и дизель-пневматические.

Следует отметить, что окончательный выбор двигателей и генераторов электропривода производится проверкой на нагрев с учетом нагрузочной диаграммы. Выбор парового двигателя и двигателей внутреннего сгорания производится также по нагрузочным диаграммам, причем перегрузки свыше номинальной мощности даже при установке гидромуфты, электромагнитной муфты или гидропреобразователя не допускаются. При их отсутствии и переменной напряженной нагрузке установленная мощность быстроходного дизеля не должна превышать его номинальной мощности и составляет при режимах 1—6 (см. выше) не более 90—55% ее величины (1—90%; 2—85%; 3—75%; 4—65% и 5— 55%)- Для карбюраторного двигателя значения установленной мощности должны снижаться еще на 5—6%.

Для электромагнитной муфты или гидропреобразователя следует учитывать их к. п. д., составляющие при номинальной нагрузке соответственно 0,86—0,92 и 0,82—0,86, причем они быстро падают при изменении нагрузки.

Электродвигатели переменного тока следует устанавливать для работы в пределах Мк, что соответствует значению, в 2— 2,2 раза меньшему Мктах, при котором двигатель «опрокидывается».

При комбинированном и сложном оборудовании следует учитывать к. п. д. всех промежуточных звеньев. Так, при выборе системы Г-Д необходимо учитывать к. п. д. мотор-генераторного агрегата (0,85—0,86).

Рис. 3. Внешняя характеристика дизеля ЯМ3-238:

При оценке эксплуатационных качеств силового оборудования следует иметь в виду, что удобство управления не находится в прямой связи с видом силового оборудования, поскольку возможно применение любых сервомоторов. Что касается обслуживания, то наибольшие удобства представляет электрическое оборудование. Расход рабочей силы при обслуживании электрических машин меньше в 2,5 раза, чем при паровом, и меньше в 1,2 раза, чем при дизельном двигателе. Что касается надежности и экономической эффективности, то лучшими показателями отличается одномоторное дизельное оборудование, на втором месте стоит электрическое, на третьем — комбинированные типы оборудования. Следует также отметить высокие требования, которые предъявляет комбинированное оборудование к обслуживающему персоналу.

Таким образом, можно установить следующее.

Электрический одномоторный привод переменного тока целесообразен для всех простых машин, особенно небольшой мощности, где имеется достаточно электроэнергии, а также как сменный вид оборудования, заменяющий дизельный привод в условиях, где его применение нежелательно и где не требуется независимости машины от источника энергии.

Электрический привод по системе Г-Д постоянного тока целесообразен во всех случаях при большой мощности машин (рекуперация энергии) и очень тяжелых условиях работ, где имеется источник энергии достаточной мощности и не требуется независимости машины от ее источника. Такой привод позволяет исключить громоздкие и дорогие трансмиссии, работа машины в этом случае почти не зависит от атмосферных и метеорологических условий и низкие температуры даже увеличивают эффективность работы силового оборудования. Кроме.того, создаются особо выгодные условия для автоматизации работы машины, дистанционного управления и т. п. и имеется постоянная готовность к работе, не требующая почти никакой подготовки после ее перерыва.

Основной недостаток.этого привода -— наличие связи его с питающей сетью, значительная масса, габариты и стоимость.

Привод от двигателя внутреннего сгорания (ДВС) с механической, гидромеханической1 и (очень редко) с гидравлической трансмиссиями применяется там, где нежелательна связь с внешним источником энергии; привод обладает высокой готовностью к работе, экономичностью, малыми массой и габаритами. Его недостатком является наличие сложных трансмиссий при нескольких рабочих механизмах, необходимость принятия специальных мер при работе в условиях низких температур, невозможность непосредственного реверсирования. Механическая трансмиссия обычно эффективна при мощности до 120—170 л. е., при мощности от 170 до 750 л. с. эффективнее ДВС с гидромеханической трансмиссией, а при еще более высокой мощности — применение комбинированных (обычно дизель-электрического) приводов. Естественно, что при большой мощности легче обеспечить экономичность наиболее сложного вида привода.

Рис. 4. Удельные приведенные затраты при использовании дизельного с механической передачей (М), дизельного с гидропреобразователем (ГМ) и комбинированного (дизель-электрического ДЭ) приводов в зависимости от мощности