МЕХАНИКА ЭЛЕКТРОПРИВОДА

ОДНОМАССОВАЯ МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОПРИВОДА

Для анализа поведения ЭП как механической системы необходимо все статические моменты и силы нагрузки, а также все моменты и массы инерции, действующие в реальной системе ЭП, приводить к базовой угловой скорости, в качестве которой, как правило, принимают угловую скорость вала электродвигателя.

С этой целью реальные электроприводы (рис. 1.2, а) с достаточной степенью точности могут быть представлены в виде жесткой одномассовой механической системы со статическим моментом нагрузки А/с и приведенным моментом инерции J, угловая скорость которой соответствует угловой скорости вала электродвигателя со (рис. 1.2, 6).

Приведение моментов и сил статического сопротивления. Его выполняют на основании рассмотрения энергетического баланса для

Схема механической части (МЧ) электропривода (я), ее одномассовая модель (б) и структурная схема (в)

Рис. 1.2. Схема механической части (МЧ) электропривода (я), ее одномассовая модель (б) и структурная схема (в):

ЭМП— элсктромашинный преобразователь; РД— ротор двигателя; Прд — передаточное устройство; РА/ — рабочая машина (механизм); е — управляющее воздействие (избыточный момент) механической части ЭП, который сводят к равенству мощностей одномассовой и реальной систем в установившемся режиме, при котором вращающий момент двигателя М уравновешен моментом статической нагрузки М= Мс:

и далее окончательно получаем:

где rjnci)» Лпу — соответственно КПД механической передачи исполнительных органов, совершающих вращательное и поступательное движения; Л/м, FM — момент, (Н • м), и сила, Н, статической нагрузки от исполнительных органов; to, шм, vM — угловые скорости двигателя и исполнительных органов вращательного движения, рад/с, и линейная поступательного, м/с; /—передаточное отношение механической передачи от двигателя к исполнительным органам вращательного движения, Is* 0)/0)м.

Первое слагаемое формулы (1.3) — это расчетное соотношение для приведения моментов нагрузки, а второе — сил нагрузки.

Приведение фактических моментов и масс инерции к угловой скорости вала электродвигателя одномассовой модели электропривода.

Его осуществляют на основании равенства кинетической энергии искомого приведенного момента инерции У, масса которого вращается с угловой скоростью вала электродвигателя, и суммы кинетических энергий вращательно (/д, ш и /м, шм) и поступательно (/им, vM) движущихся частей ЭП:

С учетом инерционности механической передачи получаем расчетную формулу по приведению моментов и масс инерции к валу электродвигателя:

где к = 1,05...1,2 — коэффициент, учитывающий момент инерции механической передачи; /м, ты соответственно момент инерции, кг • м2, и масса, кг, враща- тельно и поступательно движущихся частей рабочей машины.

В справочных данных на электродвигатели и исполнительные органы рабочих машин иногда вместо момента инерции У, кг • м2, приводят значение махового момента GD2 в Н • м2 или в кг • м2. В этом случае момент инерции соответственно

где (/ — сила тяжести, Н для (1.6) и кг для (1.7); D — диаметр инерции, м; g— ускорение свободного падения, ^ = 9,81 м /с2.

Момент инерции простых тел можно рассчитать. Например, момент инерции цилиндра массой тп с внешним /?ц и внутренним гц радиусами относительно продольной осевой линии равен:

Для физических тел сложной конфигурации и совершающих сложные движения используют методы экспериментального определения момента инерции. Например, используют экспериментальные методы крутильных или маятниковых колебаний, метод падающего груза, а также метод свободного выбега.

Метод свободного выбега.

Этот метод наиболее удобен для экспериментального нахождения момента инерции всей системы электропривода, особенно когда рабочие органы машины или механизма совершают сложные движения.

В этом случае предварительно определяют зависимость мощности, затрачиваемой на приведение в движение механической системы при разных угловых скоростях. Затем систему разворачивают до номинальной или близкой к ней угловой скорости и, отключив двигатель от сети, опытным путем определяют продолжительность Д/ прохождения системой фиксируемого малого перепада угловой скорости Дсо. Зная эти показатели, на основании уравнения движения одномассовой системы рассчитывают ее приведенный момент инерции, кг • м2:

где Рхх мощность холостого хода, затрачиваемая на приведение в движение системы при скорости о)ср, Вт; шср — среднее значение угловой скорости в диапазоне До), рад/с.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >