2.2. Приведение моментов и сил сопротивления, инерционных масс и моментов инерции

2.2.1. Активные и реактивные моменты сопротивления.

В общем случае статический момент

,

где – суммарные потери в приводе; - суммарный статический момент.

Обычно первая составляющая имеет сравнительно малую величину. Поэтому рассмотрим вторую составляющую статического момента, оказывающего наибольшее влияние на привод.

Для электропривода имеет значение, как зависит статический момент нагрузки от скорости. Такую зависимость описывает механическая характеристика механизма, то есть зависимость статического момента нагрузки от скорости или .

По характеру взаимодействия с электроприводом все силы и моменты делятся на две большие группы: активные и реактивные.

Активными силами и моментами называются силы и моменты, создаваемые внешними по отношению к двигателю источниками механической энергии и не зависящие от работы двигателя. Например, силы тяжести, ветровые нагрузки. Активный статический момент не меняет своего знака при изменении направления вращения.

Рис. 2.2. Механическая характеристика активного момента	Рис. 2.3. Механическая характеристика реактивного момента

На рис.2.2. приведенный момент силы тяжести груза G:

,

где g – ускорение свободного падения; m – масса груза.

Реактивными силами и моментами называются силы и моменты, возникающие как реакция на момент, создаваемый двигателем и направлены против направления вращения двигателя. Все реактивные силы и моменты зависят от скорости. По характеру этой зависимости ( ) различают нагрузки типа сухого трения, типа вязкого трения и вентиляторного типа.

Силы и моменты сухого трения неизменны по модулю, но скачком изменяют направление в зависимости от знака скорости

.

Характеристика момента сухого трения показана на рис. 2.3, a.

Реактивные нагрузки, возникающие при различных технологических процессах обработки, могут иметь одно направление, скачком изменяя своё значение до нуля при изменении знака скорости. Примером может служить зависимость (рис. 2.3, б) момента резания от скорости при обработке изделия резцом. Значение статического момента при этом пропорционально усилию резания :

,

где – радиус изделия.

Силы и моменты вязкого трения линейно зависят от скорости (рис. 2.4, а):

,

где – коэффициент пропорциональности.

Обычно момент вязкого трения составляет 8-10% от момента сухого трения.

Третий тип часть встречающихся нагрузок – вентиляторная нагрузка. Такая нагрузка зависит от скорости в более высокой степени (рис. 2.4, б)

, .

При нагрузку называют чисто вентиляторной. Такой зависимостью обладают центробежные вентиляторы. Для ряда механизмов показатель степени . Такую характеристику имеют центробежные насосы, работающие на противодавление.

В реальности у механизма есть некоторый начальный момент трогания , составляющий 20-40% от номинального (рис. 2.4, в).

Существуют механизмы циклического действия, у которых момент нагрузки зависит от угла поворота:

.

Рассмотренные типовые нагрузки обычно содержатся в качестве составляющих в нагрузках реальных электроприводов.

Рис. 2.4. Моменты нагрузки типа вязкого трения (а), вентиляторного (б) и реального вентиляторного типов (в)