7.2. Моменты и силы сопротивления в эмс

В установившемся режиме работы ЭМС электромагнитный момент М_эмуравновешивается моментом сопротивления нагрузкиМ_нагррабочей машины и сопутствующими тормозными моментами, т.е. полезными и … ситами сопротивлений. Эти моменты, пересчитанные на угловую скорость вала двигателя, называют приведенными статическими моментамиМ_с.

Различают 4 вида процессов:

1. Случайный (стохастический) процесс. Статические моменты М_смогут быть случайными или периодическими функциями времени, а также функциями параметров движения – пути, скорости или ускорения. Характерные величины:D_c– дисперсия, мера рассеяния,R_c(t) – корреляционная функция,S() – спектральная плотность.

M_c(t)=M_ц(t)+m_c(t) – центрированныйM_ц(t) плюс регулярная составляющая – математическое ожиданиеm_c(t).

2. Периодический процесс – без постоянной составляющей. Разлагается в ряд Фурье – т.е. сумма гармоник.

3. Периодический процесс с постоянной составляющей. Разлагается в ряд Фурье с постоянной составляющей

4. Импульсный процесс. Прессовка и штамповка.

Случайный процесс характерен для ветровой нагрузки, для горнодобывающих, сельхозмашин, машин, обрабатывающих материалы с резко переменными свойствами.

Статические моменты, как правило, зависят от скорости.

1 – не зависит (резание дерева, металлов и других однородных материалов);

2 – линейная зависимость от скорости – силы трения в упругих элементах;

3 – пропорционально ²– вентиляторы, трение несущественно;

4 - пропорционально ²– вентиляторы, трение

и при>10³рад/c.₀ - мех. момент,=0,k– 0,1,2, дробное5.

Силы трения зависят от среды – «сухое» трение о твердую поверхность, которое различно при покое и в движении, соответственно и моменты.

Вязкое трение (жидкое) – зависит от скорости.

Как правило, эти два вида встречаются вместе, тогда_cимеет участокa-b, что создает серьезные проблемы в обеспечении устойчивости работы ЭМС при низких скоростях.

Статические моменты, естественно, препятствуют движению и их принято разделять на реактивные – моменты сухого и вязкого трения:

1 – постоянный,

2 - ~ _с.

Терпят разрыв при=0, устойчивое состояние покоя в любой точке наa-bилиc-d.

Активные потенциальные моменты (силы) связаны с перераспределением потенциальной энергии отдельных элементов ЭМС. Создаются силами веса, сжатия, растяжения и скручивания и не меняют своего знака при изменении направления движения, а также не меняются от скорости движения, их называют консервативными. Неустойчивое состояние покоя – только в точкеа.

7.3. Способы, законы и системы управления в эмс

В ЭМС с двигателями постоянного тока (ДПТ) способы и законы регулирования определяются их механическими характеристиками и свойствами ДПТ, определяющими пуски и торможения. Системы управления имеют несколько видов:

1. Система генератор-двигатель (Г-Д). Генератор вращается с постоянной скоростью первичным двигателем, например, АД. Нагрузка Г – якорь двигателя. Управляющий ток (напряжение) – ток возбуждения генератора I_вг, изменение которого приводит к изменениюЕ_ги соответственноU_д, т.е. якорное управление.

2. Система ЭМУ-Г-Д. В этой системе электромашинный усилитель ЭМУ применяется для управления возбуждением генератора в ЭМС большой мощности.

3. Система УВ-Д. Сеть УВ-Д:

Изменением угла отпирания регулируют напряжение на двигателе. Управляющие сигналы, открывающие тиристоры, подаются в последовательности Т₁-Т₆-Т₃-Т₂-Т₅-Т₄ со сдвигом 60, т.е. т=6, при этом Т₁-Т₃-Т₅ – открываются в положительные, а Т₂-Т₄-Т₆ – в отрицательные полупериоды U_ф.

4. Система МУ-Д

Регулирующее устройство МУ простое и надежное, имеет ферромагнитный сердечник и обмотки: рабочую и управляющую. Постоянный ток подается в управляющую обмотку, изменяется насыщение сердечника и напряжение на рабочей обмотке, к которой подключен двигатель. Схема управления имеет вид:

У_см– постоянный ток, для смещения рабочей точки по кривой намагничивания,У₁иУ_и– две управляющие обмотки. Подавая напряжение на любую из них, изменяютU_дв.

5. Импульсное управление

Частота переключения 1-2 КГц, поэтому момент за период не меняется, а среднее Uи, соответственно, частоту можно регулировать.