- •1 Электропривод. Основные понятия и определения. Структура электропривода. Основные тенденции развития электропривода. Требования, предъявляемые к электроприводам. Классификация электроприводов.
- •Силовой канал электропривода
- •1.1.1 Механическая часть силового канала электропривода
- •1.1.1.1 Моменты и силы, действующие в эп
- •1.1.1.2 Механические характеристики элементов механической части силового канала эп
- •1.1.1.3 Обобщенная графическая модель электропривода. Совместная (совмещенная) механическая характеристика электропривода. Избыточный (динамический) момент. Статическая устойчивость.
- •1.1.1.4 Механическая мощность
- •1.1.1.5 Динамические механические характеристики электропривода
- •1.1.1.6 Анализ механической части силового канала электропривода
- •1.1.1.7 Математические модели механической части силового канала электропривода
- •1.1.1.7.1 Двухмассовая модель механической части силового канала электропривода
- •1.1.1.7.2 Одномассовая модель механической части силового канала электропривода
Силовой канал электропривода
Силовой канал электропривода, представленный на рисунке 1.3, состоит из двух подканалов:
Электрической части силового канала электропривода;
Механической части силового канала электропривода.
Рисунок 1.3 – Силовой канал электропривода
1.1.1 Механическая часть силового канала электропривода
В состав механической части входят:
Подвижная часть электромеханического преобразователя (двигатель);
Механический преобразователь;
Исполнительный орган производственного механизма ИОПМ.
Как правило, в современных регулируемых электроприводах механический преобразователь отсутствует и при этом двигатель, и производственный механизм имеют общий вал, а скорость вращения двигателя согласуется с требуемой скоростью вращения механизма с помощью электрического преобразователя. При этом вал двигателя и производственного механизма приводится во вращение под действием вращающего момента, создаваемого электродвигателем.
Кроме того, производственный механизм, а также сам электродвигатель создают так называемый статический момент сопротивления, препятствующий этому вращению.
1.1.1.1 Моменты и силы, действующие в эп
Рассмотрим единичный элемент механической части силового канала ЭП (рисунок 1.4), имеющий одну степень свободы и совершающий в первом случае поступательное движение вдоль одной из осей, а во втором случае вращательное движение. Мерой измерения являются в первом случае масса, во втором случае момент инерции J. При этом движение будет определяться пространственными координатами в первом варианте - , во втором - .
а) б)
Рисунок 1.4 – Единичный элемент механической части силового канала электропривода: а – совершающий поступательное движение; б – совершающий вращательное движение
В первом случае на элемент действуют силы F и Fc. Сила F, способствующая перемещению называется движущей, а сила Fc, препятствующая движению – сила сопротивления.
Если F=Fc, то такой режим называется статическим. При этом . В противном случае, то есть, если F Fc – это динамический режим и .
Если F>Fc, то - элемент ускоряется, а если F<Fc, то и соответственно элемент замедляется.
При этом уравнение механического равновесия линейно перемещающегося элемента имеет вид
. (1.1)
Во втором случае, если элемент совершает вращательное движение на него действует способствующий движению момент М, который носит название вращающий момент и момент Мс, препятствующий движению, называемый статический момент сопротивления.
Элемент совершает движение, поворачиваясь на угол . При этом угловая скорость определяется по формуле (1.2), а угловое ускорение – по формуле (1.3).
(1.2)
(1.3)
Если М=Мc, то такой режим называется статическим и при этом . А если М Мc, то режим динамический и .
При М>Мc, и ЭП ускоряется, а при М<Мc, – ЭП замедляется.
Следует отметить, что сила и момент, с помощью которых элемент ЭП совершает направленное движение, создаются с помощью электромеханического преобразователя. А сила сопротивления и статический момент сопротивления образуются за счет влияния производственного механизма.