- •Введение
- •Электродвигательное устройство – это электрическая машина, осуществляющая преобразование электрической энергии в механическую или механической в электрическую.
- •1. Основные закономерности функционирования электромеханической системы
- •1.1. Уравнение движения электропривода
- •1.2. Описание типов и величин статических моментов
- •1.3. Приведение характеристик механических звеньев электропривода к валу двигателя
- •Статические режимы работы электроприводов
- •2.1. Механические и скоростные характеристики электродвигателей
- •Механические и скоростные характеристики двигателя постоянного тока независимого возбуждения
- •Подставим в (2.10) вместо тока якоря его значение из (2.11) и получим уравнение механической характеристики электродвигателя:
- •Точка пересечения каждой характеристики с осью ординат при
- •2.3. Режимы работы электропривода с электродвигателем постоянного тока независимого возбуждения с точки зрения преобразования и распределения энергии
- •2.4. Скоростные и механические характеристики двигателей последовательного и смешанного возбуждения
- •2.5. Скоростные и механические характеристики асинхронного двигателя
- •2.6. Энергетические показатели работы асинхронной машины
- •2.7. Характеристики синхронных электродвигателей
- •Где х d, Хq – индуктивные сопротивления по продольной и поперечной осям соответственно.
- •2.8. Регулирование скорости электроприводов
- •Частотном регулировании скорости при вентиляторном моменте
- •2.9. Система «Генератор – двигатель» (г-д)
1.3. Приведение характеристик механических звеньев электропривода к валу двигателя
Механическая часть электропривода включает в себя якорь или ротор электрической машины, передаточное устройство и непосредственно рабочий механизм. Здесь и в дальнейшем пренебрегаем упругой деформацией и воздушными зазорами в соединительных механических звеньях. Каждый из перечисленных элементов обладает собственным моментом инерции. Поэтому при любых расчетах системы электропривода необходимо учитывать не только момент инерции электродвигателя, но и моменты инерции всех устройств, входящих в состав его механической части. Кроме того, кинематическая схема механической части элекропривода, как правило, представляет из себя достаточно сложную цепь с большим количеством элементов, движущихся с различными скоростями. Причем в некоторых случаях передаточное устройство преобразует один вид движения в другой, например, вращательное движение электродвигателя - в поступательное движение перемещаемого груза. Поэтому необходимо осуществить приведение всех характеристик (скорости, тормозные и движущие моменты, моменты инерции) системы к одному валу, то есть к любому, произвольно выбранному валу системы, но в теории электропривода принято осуществлять приведение всех механических звеньев к валу электродвигателя.
Уравнения для расчета приведенных величин выводятся из баланса мощностей в механической части привода.
Приведенные к валу электродвигателя скорости определяются следующим образом:
- при вращательном движении механизма
w = w м i, (1.12)
- при поступательном
w = (V / 2p R ) i , (1.13)
где i – передаточное число редуктора;
w м – угловая скорость движения механизма;
V – линейная скорость движения ;
R – радиус вращательного элемента механизма.
Приведение к валу двигателя моментов инерции осуществляется по уравнениям:
- при вращательном движении механизма
J
Jп = Jд + S Ji (w i / w с) 2 + Jм (w м / w с) 2 , (1.14)
1
где i – номер элемента редуктора;
j – общее количество элементов редуктора;
Ji, Jд, – моменты инерции i-того элемента редуктора и электродвигателя соответственно;
w i, w м, w с – угловые скорости i-того элемента редуктора, механизма и электродвигателя соответственно;
- при поступательном движении механизма
Jп = m V / w с, (1.15)
где m - масса движущихся частей.
Моменты статического сопротивления приводятся к валу двигателя по уравнениям:
при вращательном движении механизма
Мс = Мм / i h р, (1.16)
где Мм – статический момент механизма;
h р – КПД редуктора;
- при поступательном движении механизма
Мс = G V / w с h р, (1.17)
где G – вес движущихся частей.