Лабораторна робота № 6

ВИЗНАЧЕННЯ МОМЕНТУ ІНЕРЦІЇ ЕЛЕКТРОДВИГУНА

1.1. Введення

Момент інерції двигуна є важливою складовою частиною рівняння руху привода, що виявляє істотний вплив на динаміку електропривода.

Звичайно момент інерції задається в каталогах на двигуни, хоча він може бути розрахований по заданих геометричних розмірах ротора і його масі або визначений експериментально.

Визначення моменту інерції двигуна в лабораторних умовах дозволяє оцінити вплив його на перехідний процес привода при зупинці й крім того закріплює знання студентів по механіці електропривода, показує можливості практичного використання рівняння руху привода.

1.2. Мета заняття

Загальною кінцевою метою лабораторного заняття є: на підставі теоретичних знань роздягнула «Основи механіки електропривода», отриманих на лекціях, сформувати вміння використання основного рівняння руху електропривода, а також практичні навички визначення моменту інерції двигуна.

Ці знання, уміння й навички необхідні при проектуванні різних машин і механізмів, а також при виконанні експериментальних і експлуатаційних робіт з ними.

2.1. Завдання на самопідготовку до лабораторної роботи

Студенти після самопідготовки повинні відтворювати матеріал по розглянутій темі, знати наступні питання.

1. Основне рівняння руху привода і його складові частини.

1. У яких режимах перебуває електрифікований агрегат якщо:

1. Що собою представляє момент інерції і його фізичний зміст?

1. Як, виходячи з основного рівняння руху, визначити час зупинки електропривода?

1. Як визначити момент інерції двигуна?

2.2. Матеріал для самопідготовки (короткі теоретичні положення)

При самопідготовці рекомендується вивчити матеріал теми разом із зазначеною літературою [1-4]

2.2.1. Основне рівняння руху привода - це рівняння механічної рівноваги системи, описуване вираженням:

де - момент, що розвивається двигуном (момент на валу машини);

- статичний момент, створюваний силами опору руху;

- динамічний момент, викликаний силами інерції, що виникають у всіх частинах, що рухаються, системи двигун - робоча машина. Складові частини динамічного моменту - момент інерції - ; кутова швидкість і час .

2.2.2. Якщо, то права частина основного рівняння руху також більше нуля або . Тому можна затверджувати, що система робить прискорений рух. Аналогічні міркування доводять, що при - рух уповільнений, а при - рівномірне (або стан спокою).

2.2.3. Момент інерції тіла, що рухається, залежить від його маси й геометричних розмірів :, де - маса обертового тіла ; - радіус інерції. Момент інерції при обертанні, аналогічно масі при поступальному русі, є заходом інерції.

2.2.4. При необхідності визначити час зупинки привода, основне рівняння вирішують відносно й інтегрують по швидкості. Підставивши замість значення гальмового моменту , що розвивається двигуном ( тобто =- ), у рівняння руху привода можна записати:

.

Тут - початкове значення швидкості обертання двигуна.

У випадку вільного вибігу - коли двигун після відключення рухається за інерцією й зупиняється лише за рахунок сил тертя ( при цьому Мт = 0), уважаючи при цьому сили опору руху постійними ( тобто ), маємо:

.

2.2.5. Отримане в п.2.4.4 вираження дозволяє визначити момент інерції. Так, за умови сталості моменту опору в період вільного вибігу маємо:

.