
- •Лекция № 1
- •1. 2. Классификация электроприводов
- •1.3. Силы и моменты, действующие в системе электропривода
- •1.4. Виды статических моментов
- •1. 5. Приведение статических моментов к валу электродвигателя
- •1. 6. Режимы работы электроприводов
- •1.9. Изменение скорости электродвигателей
- •3, Уравнение движения электропривода
- •4. Приведение вращения элементов электропривода к одной оси
- •5. Определение времени пуска и торможения
1. 5. Приведение статических моментов к валу электродвигателя
В простых по устройству механизмах рабочий орган соединен с электродвигате
лем непосредственно ( напрямую ).
Например, в электроприводе насоса его крыльчатка закреплена непосредственно
на валу электродвигателя. В этом случае статический момент , созданный крыльчаткой насоса, равен полезному моменту на валу электродвигателя. Иначе говоря, передача энергии от электродвигателя к насосу происходит без потерь энергии.
В более сложных по устройству механизмах, например, лебедках, брашпилях и
т.п. используют передачи ( редукторы ). В этом случае в передаче возникают потери энер
гии, в результате чего статический момент механизма и полезный момент двигателя неодинаковы ( больше полезный момент двигателя ) .
Между тем, для того, чтобы подобрать электродвигатель под механизм, надо
предварительно рассчитать полезный момент двигателя по заранее заданным параметрам механизма и передачи.
Такой расчет полезного момента двигателя по заданным параметрам механизма
и передачи называют приведением статического момента ( механизма ) к валу электродви
гателя.
Рассмотрим такой расчёт на примере упрощенного электропривода лебёдки, состоящего из электродвигателя М, одноступенчатого редуктора Р и грузового барабана Б ( рис. 8.3 ).
Рис. 8.3. Кинематическая схема электропривода лебёдки: М – электродвигатель,
Р – редуктор, Б – грузовой барабан
Пусть предварительно заданы параметры
механизма и передачи, а именно: статический
момент механизма М,
а также коэффициент полезного действия
передачи η и её передаточное число ί.
Далее рассуждаем так.
Мощность на валу электродвигателя
Р= ω
* М
(
1 )
Мощность на валу механизма
Р=
ω
*
М
(
2 )
Мощности Ри Р
связаны
через коэффициент полезного действия
передачи:
η = Р
/ Р
( 3 )
Подставим в формулу ( 3 ) правые части формул ( 1 ) и ( 2 ):
η = ω
*
М
/ ω
* М
( 4 )
Из формулы ( 4 ) найдем момент на валу электродвигателя
М=
(ω
* М
) / ( η* ω
) = М
/ ( η*ί ) ( 5 ),
где: ί = ω
/ ω
- передаточное число передачи ( редуктора
).
Анализ формулы приведенного момента
Момент на валу
электродвигателя тем больше, чем больше
статический момент Ми чем меньше кпд η и передаточное число
ί передачи.
1. 6. Режимы работы электроприводов
В зависимости от изменения скорости электропривода, различают два режима его работы
1. установившийся или статический режим, при котором скорость не изменяется;
2. переходный или динамический режим, при котором скорость изменяется.
Переходный режим может возникнутьв таких случаях:
1. при изменении параметров двигателя, например, при регулировании скорости изменением сопротивления в цепи обмотки якоря;
2. при изменении параметров механизма, например, при изменении подачи насоса;
3. при изменении параметров судовой сети, например, при колебаниях напряжения.
В динамическом режиме,
в дополнение к ранее рассмотренным
электромагнитному моменту двигателя
М и статическому моменту механизма М,
на валу двигателя возни-кает дополнительный,
т.к. называемыйдинамический
момент М
.
Появление этого момента объясняется действием сил инерции всех без исключения движущихся частей электропривода. Например, в электроприводе лебедки динамический момент появляется вследствие инерции якоря электродвигателя, шестерней редуктора, грузового барабана и самого груза.
Динамический момент, возникающий под действием сил инерции, увеличивает время переходных процессов, например, время пуска и остановки электропривода.
Для уменьшения динамического момента в двигателях специального исполнения уменьшают диаметр ротора и одновременно, для сохранения мощности двигателя, увели-чивают его длину. Такие двигатели применяют в электроприводах грузоподъемных меха-низмов. Их применение позволяет сократить время пуска и остановки электропривода, а значит, повысить производительность грузовых лебедок и кранов.
Серии таких электродвигателей называются крановыми ( от грузового крана ).