Вопрос 1. Статические и динамические моменты. Механическая характеристика механизма. Уравнениее движения.
Статический момент сопротивления создается постоянно во время движения машинного устройства силами трения, массы. Статический момент, создаваемый силами сопротивления резанию, например ножами мяса в мясорубке, относится к полезному. К полезному относится и статический момент, создаваемый силами сопротивления вдавливанию мяса в отверстие решеток. Статический же момент сопротивления, создаваемый силами трения как в подшипниках мясорубки, так и всеми трущимися узлами редуктора и электродвигателя привода мясорубки, является вредным.
Динамический момент сопротивления создается силами инерции всех движущихся масс электропривода и машинного устройства. Динамический момент сопротивления возникает только во время изменения скорости движения. Он может быть положительным или отрицательным в зависимости от характера изменения скорости. При увеличении скорости динамический момент сопротивления положительный, а при уменьшении - отрицательный.
Механической характеристикой механизма называют зависимость между угловой скоростью и моментом сопротивления механизма, приведенными к валу двигателя. Различают естественную и искусственную характеристики.
1
.
Характеристика с моментом сопротивления,
не зависящим от скорости (прямая 1). Такой
характеристикой обладают, например,
подъемные краны, лебедки, поршневые
насосы при неизменной высоте подачи и
др.
2. Характеристика с моментом сопротивления линейно зависящим от скорости (прямая 2). Такая зависимость присуща, например, приводу генератора постоянного тока с независимым возбуждением, работающему на постоянную нагрузку.
3. Характеристика с нелинейным возрастанием момента (кривая 3). Типичными примерами здесь могут служить характеристики вентиляторов, центробежных насосов, гребных винтов. Для этих механизмов момент Мс зависит от квадрата угловой скорости ω.
4. Характеристика с нелинейно спадающим моментом сопротивления (кривая 4). Например, у механизмов главного движения некоторых металлорежущих станков момент Мс изменяется обратно пропорционально ω, а мощность потребляемая механизмом, остается постоянной.
Уравнение движения электроприводов:
Где
и
-
совокупность сил и моментов, действующих
на элемент; m
и J
- масса и момент инерции элемента;
и
- угловая и линейная скорости движения
элемента; t
– время.
Вопрос 2. Приведение статических моментов и моментов инерции к валу двигателя. Общие принципы решения задач приведения
Приведение статических моментов к валу электродвигателя:
Механическая энергия к рабочей машине может быть подведена по двум схемам:
1. Электрическая сетьэлектродвигательрабочая машина.
2
.
Электрическая сетьэлектродвигательпередачарабочая
машина.
Первая схема предпочтительнее, так как в ней отсутствует передача, которая потребляет энергию и, следовательно, понижает КПД установки. Но такое наиболее совершенное решение, при котором электродвигатель присоединен непосредственно к рабочему органу исполнительного механизма, возможно лишь для машин с большой скоростью вращения (1500-3000 об/мин).
Н
б)
а)
о обычно между двигателем и нагрузкой находится какая-либо механическая передача т.е. имеется несколько различных валов со своими моментами и скоростями. Для сведения любой реальной системы к простейшей модели на нужно выполнить ряд операций, называемых приведением моментов и моментов инерции к некоторому выбранному в качестве основного валу, обычно - к валу двигателя. Иными словами, некоторую реальную механическую систему, например, показанную на рис. а, нужно заметить эквивалентной системой (рис. б), такой, чтобы эта замена не отразилась на поведении части системы, оставленной неизменной (двигателя). В реальной и приведенной системах должны остаться неизменной мощность, развиваемая двигателем. В реальной и приведенной системах должны быть одинаковы запасы кинетической энергии