Визначення електромеханічної сталої часу Тм.

-й спосіб. Визначення відбувається на основі аналізу осцилограми струму, яка знята після підключення напруги на двигун при наявності номінального збудження ( рис.2).

де S_i – площа, обмежена графіком струму і віссю абсцис, мм²;

m_i,m_t – масштаби струму і часу, А/мм, с/мм;

I_k – струм короткого замикання, який визначається:

де I_2tмакс, I_tмакс – струм при часі 2t макс, t макс (рис.2).

2-й спосіб. Визначення відбувається на основі аналізу осцилограми швидкості після підключення напруги на двигун при наявності номінального збудження ( рис.4). Електромеханічна стала часу визначається за формулою:

де S_ω– площа, обмежена графіком швидкості і лінією

усталеного значення швидкості, мм²;

m_ω,m_t– масштаби швидкості і часу, рад/с/мм, с/мм;

ω_уст – усталена швидкість електродвигуна.

Рис.4. Осцилограма швидкості при Iз = Iзн.

Порядок виконання роботи.

1. Вивчити схему лабораторної роботи.

2. За допомогою осцилографа зняти осцилограми струму і швидкості згідно з режимів роботи.

3. Виконати обробку осцилограм з визначенням необхідних параметрів для обчислення електромагнітної та електромеханічної сталих часу згідно наведених формул.

4. Провести порівняння отриманих результатів за різними способами обчислення. Обчислити похибку в отримані параметрів сталих часу.

Зміст звіту.

У звіті навести: мету роботи, осцилограми, формули розрахунків, отримані данні розрахунків та їх результати, а також висновки про похибки обчислень.

Контрольні питання.

1. Які параметри можуть бути віднесені до динамічних?

2. Наведіть способи визначення сталих часу електропривода.

3. Які фактори впливають на характер перехідного процесу?

4. Які фактори впливають на динамічні параметри електропривода?

5. Наведіть формули для обчислення Те, Тм.

6. Наведіть складові частини еквівалентного опору і індуктивності якірного ланцюга.

7. Як впливає характер струму (перервний чи безперервний) на процес визначення сталих часу?

Лабораторна робота №2

ДОСЛІДЖЕННЯ ДИНАМІКИ ЕЛЕКТРОПРИВОДА З ПРУЖНИМИ МЕХАНІЧНИМИ ЗВ’ЯЗКАМИ

Мета роботи: Дослідження режимів роботи електропривода з

пружними зв’язками і вивчення методів

визначення параметрів пружних систем.

Короткі теоретичні відомості

Основні положення теорії електропривода сформульовані із умови, що механічні ланцюги машин не мають пружності. У реальних системах електропривода через пружні зв’язки виникають деформації (закручування, стиснення, розтягування та вигиб). Ці деформації можуть дорівнювати робочим переміщенням і зменшувати точність роботи механізмів.

Механізм може бути n – масовою системою, у якій окремі інерційні елементи пов’язані між собою пружними зв’язками.

Р озглянемо найпростішу двох масову систему (рис.5).

Рис.5. Двох масова система привода з пружним зв’язком.

Система електропривода може бути описана системою рівнянь:

де J_дв, J_м – моменти інерції двигуна і механізму;

Wдв, Wм – швидкості двигуна і механізму;

φ₁, φ₂ – кути оберту валів двигуна та механізму;

С_у – коефіцієнт жорсткості.

Структурна схема двох масової системи електропривода приведена на рис.6.

Рис.6. Структурна схема двох масової системи.

Власна частота коливань двох масової системи визначається:

Пружні коливання визначаються виразом:

У реальних механізмах відсутні моменти опору, які сприяють гасінню пружних коливань. Ці моменти опору мають лінійну або нелінійну залежність від швидкості руху. Коливання

мають затухаючий характер:

де α – коефіцієнт гасіння коливань;

Ω – частота демпфування коливань;

А – амплітуда коливань, яка визначається :

На рис.7 наведений графік зміни кута обертання вала двигуна при коливаннях.

Рис.7. Графік коливань швидкості вала двигуна та розрахункових співвідношень h та l.

Для кожної трійки сусідніх значень ц визначаються відношення l = ω_i2/ ω_i1 і h = ω_i3/ ω_i1, які визначають положення точки на площині h = f (l). Через сукупність точок проводиться пряма лінія, яка відсікає на вісі ординат відрізок ОС від початку координат.

Для обчислення коефіцієнта гасіння α і частоти демпфування Ω пружних коливань використовуються допоміжні величини a та b:

де Δt – інтервал часу розбивки графіку;

S_ω – площа, обмежена графіком ω =f (t) відносно усталеного значення ω_уст, мм²;

m_ω,m_t – масштаби швидкості і часу, рад/c/мм, с/мм;

ω_k – значення швидкості, яке обчислюється:

ω_мак, ω_2мак – максимальна швидкість і швидкість при

t = 2t макс; рад/c;

t макс – час, відповідний максимальній швидкості.

Після визначення a та b розраховуємо α і Ω:

Коефіцієнт динамічності визначається: