5. Эл. Механические колебания резонансного типа в редукторных электроприводах.

Свойственная зубчатым передачам неравномерность хода порождает периодические возмущения с частотой f перехода с зуба на зуб. Если J₁>>J₂ – ­эти возмущения не сказываются на работе двигателя. Если J₁<<J₂ – существенно влияют на работу.

Условия возникновения колебаний:

Механизмы поворота: с большим J₂, определяющее влияние оказывает возмущение в зацеплении “зубчатый венец – ведущая шестерня”

Z_зв – число зубьев.

При пуске ω_дв изменяется от 0 до ω_max, при торможении – наоборот. Эти механизмы представляются в виде двухмассовой системы, склонной к колебаниям Ω₀; даже малые возмущения, но с частотой могут вызвать резонанс. Обычно установившиеся значения возмущения с частотойf_z >f₀, но в переходных режимах есть такие зоны, где f_z =f₀.

Известно, что электропривод обладает демпфирующими способностями, т.е. средствами ЭП можно уменьшить колебания.

Линейная связь между ω и М подобна вязкому трению ­– можно воздействовать, регулируя наклон характеристики: большее демпфирование проявляется при более пологом участке характеристики.

Индуктивность цепи якоря ­–L_я уменьшает демпфирование: т.к. уменьшается действующее значение I (из-за увеличившегося X_L), сдвигается по фазе I(M) относительно колебаний скорости ω.

Отрицательная роль L тем выше, чем больше Ω₀.

В однодвигательных ЭП за счёт резонанса увеличение динамических нагрузок при пуске достигает 40% М_пуск. При многодвигательном ЭП – ещё хуже; его развитие связано с увеличением производительности механизмов, а значит и их веса. Использование нескольких двигателей позволит уменьшить нагрузку на зубчатый венец – распределение нагрузки.

Существует два типа соединений двигателей: последовательное и параллельное.

Последовательное: статические нагрузки одинаковы, но в динамике:

т.о. , при колебанияхω₁ и ω₂ колеблются в противофазе, демпфирующее действие ЭП не проявляется. Динамические перегрузки больше среднего значения в 2 и более раз.

Параллельное соединение:

Даже при колебаниях ω₁ и ω₂ в противофазе, есть контур замыкания для каждого тока –демпфирующее действие проявляется.

В статике нагрузки различны, т.к. в рассматриваемых ЭП динамические нагрузки много больше статических, т.о. более эффективно параллельное соединение.

6. Схема безопасного спуска для крановых механизмов с двигателями постоянного тока последовательного возбуждения.

Контроллерное управление ЭП ПТ:

“—”: большие габариты; невозможность автоматического пуска.

Схема с магнитным контроллером(ПСАрис.7, стр.12, журнал схем).

Силовая схема запитана через реле 1QS и максимальное токовое реле 2,3КА. Схема управления от 2QS и FU(максимальное токовое, I_к.з., тепловое реле). Реле KV и “нулевой” контакт SA1 организуют нулевую защиту и блокировку нулевого положения командоконтроллера(при понижении напряжения до 0,85U_н – отключение ). Чтобы потом включить нужно SA1 перевести в “0” положение. В цепь KV включены конечные выключатели 1SQ и 2SQ – ограничители рабочего хода. Избирательность работы обеспечивается контактами 5,6 КМ. При положении “вперёд” открыт 5КМ, “назад” – 6КМ.

Используют специальные схемы безопасного спуска:

, где

Механические характеристики нелинейны, т.к. нелинейна связь между кФ и i_в, но в ненасыщенной части i_в пропорционален кФ, то можно считать, что Ф = Кф^. i_в.

–электромеханическая характеристика ДПТ НВ в схеме безопасного спуска.

1. , это объясняется тем, что в режиме противовключения ЭДС меняет свой знак и компенсирует падениеU в якорной цепи: и чтобыЕ_д=const нужно, чтобы .

2.

3.

4.

При ω>ω_хх характеристика приобрела: более высокую жёсткость(в режиме генераторного торможения при малом изменении Δω значительно изменяется ΔМ за счёт одновременного изменения, как потока, так и тока якоря); принципиально нет ограничения М_max, а ω ограничена ω_кр.

1сп: замыкается 6КМ, 3КМ, 9КМ, 1КМ, 2КМ, 7КМ.

Cчитают, что сопротивление электромагнитного тормоза равно 0(r_JB=0; JB=YB), R_дс=R8+R6, Rдв=0.

2с: вкл. 8КМ(из схемы выводится R7).

3с: откл. 3КМ(в ОВ вводится R_доб=R3).

4с: вкл. 4КМ и откл. 2КМ(из схемы выводится R6 и вводится в ОВ R2).

5с: откл. 1КМ(вводится в ОВR1 и вкл. с выдержкой времени 10КМ).

Уменьшение М_пуск объясняется тем, что при ω=0→Е_д=0 и хотя I_я велик, но из-за малости I_В момент пусковой(М_пуск) мал. При увеличении ω ток якоря уменьшается, но более быстро увеличивается ток возбуждения(I_В) и увеличивается момент.

Рассмотрим режим торможения с 5с в ноль:

При повороте ручки командоконтроллера с 5с в “ноль” откл. 7КМ, 4КМ, 9КМ, 10КМ; вкл. 1КМ, 2КМ – 1 торм.; контакты 8КМ и 6КМ остаются включенными→торможение с самовозбуждением. В таком положении система сохраняется в течении выдержки времени реле 1КА. По истечении времени 6КМ и 8КМ срабатывают(откл.), из схемы выводится механический тормоз, включаются тормозные колодки – торможение идёт как под действием электрического торможения, так и механического. Переход с характеристики на характеристику происходит плавно, вследствие электромагнитной инерционности ОВ.