41 Сурет — Тәуелсіз қозатын тұрақты тоқты қозғағышы бар электржетектің электрмеханикалық жүйесінің физикалық моделі

Жүйенің бірінші теңдеуі тізбектегі қозу процесін көрсетеді. U_В=соnst немесе U_В=ƒ(t) кезінде тізбектегі қозу процесі зәкірлік тізбектегі процестерге тәуелсіз өтеді және тендеуде көрінгендей, тізбектік қозу тұрақты уақыты. Т_В. бар кезеңсіз бөлік болып саналады.

Орташа және үлкен тәуелсіз қозу мүмкіндігі бар тұрақты ток қозғағыштары үшін электромагниттік тұрақты Т_э=0,015…0,1 с шегінде жатады, және де ең үлкен мән баяу жүретін қозғағыштарға сәйкес келеді. Мол инерция моменті бар, қуатты тұрақты тоқтың электрқозғағыштары үшін, электромеханикалық тұрақты уақыт. Т_м>>Т_э болатындықтан, бұл жағдайда электромагниттік инерциялық әсерін ескермеуге болады, содан кейін тәуелсіз қозу қозғағышы бар тұрақты тоқтың электржетегінің математикалық моделі дифференциалдық теңдеу жүйесіне келтіріледі:

(102)

Қарастырылған тәуелсіз қозатын тұрақты тоқ электржетегінің математикалық моделі, электржетек жұмысының әртүрлі режимі үшін механикалық жүйесі бар электрқозғағыштың өзара әрекеттесуінің маңызды ерекшеліктерін зерттеуге мүмкіндік береді.

Біртіндеп қозатын тұрақты тоқ электрқозғағышы сызықты емес динамикалық механикалық сипатта болады. Мұндай электржетегіндегі электрмагниттік процестерді көрсететін сызықты емес дифференциалдық теңдеулер, әдетте сызықтыкты тек статистикалық режим нүктелері аймағында болатынын айта кету керек.

(103)

Берілген теңдеу жүйесі орныққан тербеліс режиміне немесе тұйық жүйенің тұрақтығын және статистикалық тепе-теңдіктен аздап ауытқуын қалпына келтіру сапасына талдау жасау үшін қолданылуы мүмкін. Қозғағыштың механикалық қаттылық модулі бірінші жүйеге қарағанда, соңғы жүйеде барлық статистикалық нүктеде әртүрлі болады.

Асинхронды қозғағышты элекетржетектің физикалық моделі

Көптеген практикалық жұмыстар үшін, тұрақсыз механикалық жұмыс учаскесіндегі электрқозғағыштың жұмысы кезінде асинхронды электржетектегі өтпелі процестерді талдау орынды болып саналады.

42 Сурет - Ауыспалы тоқтың электрқозғағышы бар электржетектің электрмеханикалық жүйесінің физикалық моделі

Бұл жағдайда асинхрондық электржетектің математикалық моделін сызықтық дифференциалдық тендеу жүйесі түрінде жазуға болады:

(104)

мұнда . ω₀ - қозғағыштың синхронды жылдамдығы;

М_к - қозғағыштың қиын моменті.

Бірқатар практикалық жұмыстар үшін синхрондық электрқозғағыш моменті формуласын синхрондық пен асинхрондықты құратын сумма түрінде көрсетуге болады:

М_д=М_д.син+М_д.асин. (105)

Әрбір құрам шамамен мынадай тәуелділікпен анықталуы мүмкін:

; (106)

мұнда θ - ээ статоры мен торап кернеуінің арасындағы ішкі жылжу бұрышы,

М_н - номиналды электромагнит моменті;

θ_н.- номиналды ішкі бұрыш;

; ;

М_к - қиын момент;

S_к - қиын сырғанау;

ω₀ - синхронды жылдамдық;

Соңғы формуланың негізінде синхронды электрқозғағышы бар жетектің екімассалы серпімді жүйесі үшін қозғалыс теңдеуін жазуға болады:

(107)

Технологиялық машиналардыің жоғарыда келтірілген физикалық моделдері көпмассалы жүйе болып саналады. Көпмассалы жүйені практика жүзінде есептеу, әдетте екімассалык, үшмассалық және сирек көпмассалық жүйеге келіп тіреледі. Бұл жалпыға белгілі әдістеме негізінде, ал қарапайымдау заңдылығы ауыр металлургая машиналарының көптеген жетектерінде жоғары жиілікті спектордың болуы негізінде орындалады.

Сондықтан ауыспалы процестерді есептеудің инженерлік практикасында, әдетте, алғашқы екі жиілікті ескерген жөн, өйткені төмен жиіліктегі тербелісті есептеу, жетектердің серпімді бөліктерінде динамикалық жүктеменің қалыптасуының сапалык сипатының айтарлықтай өзгерісіне әкелмейді. Физикалық моделдегі қосымша масса мен байланысты есептеу кезінде, есептеудің дифференциалдық теңдеу қатарының жоғарлауы сандық нәтижелердің анықталуымен емес (анықталу 10 пайызға дейін, әдетте есептеу схемасының параметрлері анықталатын жіберілген қателер шегінше болады), жетек жүйесінің жаңа динамикалық сипаттамасын сапалы зерттеу қажеттігімен байланысты болуы керек.

Қазіргі кездегі технологиялық машиналардыің жетектеріндегі ауыспалы тербелістің ауыспалы процестерін зерттеу, сызықты жай дифференциалдық теңдеулерде көрсетілген физикалық моделдерге келтірілетін есептік схема, қазіргі уақытта айтарлықтай қиындықтар тудырмайды. ЭВМ қолдану қозу сипатын және ауыспалы процестерді анықтауға мүмкіндік береді. Ал кез келген физикалық моделде бостандық дәрежесінің соңғы еркін саны болады.

Динамикалық жүктемені төмендету жолдары

Технологиялық машиналар ауыр динамикалық жүктеме жағдайында жұмыс істейді. Егер көптеген машиналар мен агрегаттар өзінше ерекше және қымбат екендігін ескерсек, онда машиналардағы динамикалық жүктемені төмендету және олардың беріктігі мен ұзак жұмыс істеуін көтеру мәселесі қаншалықты маңызды екенін көреміз.

Бұл күрделі мәселені шешуге кешенді жолмен қол жеткізуге болады — физикалық процестер, машинаның жүктемесі, конструкцияның тиімді параметрлерін таңдау, машина жасау сапасын жақсарту, демпфирлейтін құрылғы орнату т.б.

Динамикалық жүктемені төмендетуге әкелетін барлық тәсілдерді қарастырмас бұрын, олардың негізгілерін көрсетеміз:

-пассивті байланыссыз механизмдерді кинематикалық схемасын тиімді таңдау;

-машиналардың әртүрлі жұмыс режиміндегі бөлшектердің қаттылығын, жалғасудағы саңылауларын және қозғағыштың сипатын ескере отырып, ондағы нақты физикалық көріністі анықтау;

-машиналарды жобалау кезінің өзінде ЭВМ және АВМ моделдеу мен есептеу жолымен олардың кинематикалық және динамикалық тиімді параметрлерін анықтау;

-динамикалық жүктемені азайтатын және олардың сөнуін жылдамдататын масса мен жүйенің қаттылығының қатынасын тиімді есептеу жолымен машинаның динамикалық сипаттамасын жақсарту;

-бөлшектерді жасау материалы мен технологиясының, машиналарды өңдеу мен монтаждау дәлдігінің, жалғасқан жерлердегі саңылауларды азайту сапасын жақсарту;

-жетектердің ұзын және күрделі трансмиссиясынсыз механизмде тиімді орналасатын машина конструкциясын дайындау;

-әрбір механизмге жеке жетектер қолдану;

-ауыр машиналарға көпқозғағышты жетектер, сонымен бірге динамикалық сипаты жақсы редукторсыз және гидравликалық жетектер қондыру;

-машинаға тербеліс энергиясын жұтатын демпфиреуші қондырғылар қондыру — сызықты емес сипаттағы серпімді-демпфирлеуші муфталар, дискреттік өзгеретін сипаттағы гидравликалық амартизаторлар қондыру;

-механизмдердің ұрушуға байланысты бітелуін болдырмайтын жалғасқан жерлердегі саңылауларды таңдайтын арнайы құрылғы жасау; механизмдегі циклдік әсерлерді бірқалыптыға келтіретін қондырғылар қолдану.Осы кешенді шараларды қолдану іс жүзінде металлургия машиналарының теориялық есептеуіне көнбейтін қауіпті жүктемесін, әсіресе кездейсоқ жүктемесін, алып тастамайды. Бұл жағдайда машиналардың апаттан сынуынан сақтайтын сенімді механикалық құрылғыларын қондыру керек.

Әдебиет

1 негізгі/67-123, 260-288/

Бақылау сұрақтары

1. Динамикалық жүктемені төмендетудің қандай тәсілі механизмдер кинематикасымен байланысты?

2. Динамикалық жүктеменің қандай тәсілдері жетектер станциясы элементтерімен байланысты?

3. Механизмдердің жалғасқан жерлеріндегі саңылауларды тандаудың арнайы құрылғыларына мысалдар келтіріңіз?