Приведение движения элементов привода к одной скорости

Кинематическая схема лебёдки

Уравнение движения справедливо при условии, что все элементы вращаются с одинаковой скоростью. При наличии редуктора частоты вращения будут разными. В этом случае для упрощения расчета реальный электропривод заменяют простейшей системой с одним вращающимся элементом.

Простейшая схема

Такая замена производится на основании приведения всех моментов и сил к одной частоте вращения, т.е скорости двигателя.

Приведение статических моментов основано на том условии, что передаваемая мощность без учёта потерь на любом валу механизма остаётся неизменной.

Мощность на валу механизма

, Вт

Мощность на валу двигателя

, Вт.

Статический момент при наличие нескольких передач

, Н/м,

где η_пер – кпд передачи;

k – передаточное число.

Статический момент при тормозном режиме

,

где η_k – кпд механизма.

Статический момент при поступательном движении

.

Момент инерции при вращательном движении

Момент инерции при поступательном движении

Маховой момент

J_∑=J_в+J_п

Приведённый маховой момент вращательного движения

Приведённый маховой момент поступательного движения

Лекция 14

МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ТОРМОЗНЫЕ РЕЖЫМЫ ДВИГАТЕЛЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Механическая характеристика – это зависимость угловой скорости ω или частоты вращения механизма n от момента на валу М, т. е.

ω = f (М) или n = f (М).

Схемы двигателей постоянного тока

Различают двигатели постоянного тока с различными возбуждениями:

• независимым (а)

• параллельным (б)

• последовательным (в)

• смешанным (г)

Двигатели постоянного тока с независимым и параллельным возбуждением

Применяются в машинах, где требуется плавное регулирование скорости при жёсткой механической характеристике.

Естественная и искусственные (реостатные) характеристики

Приложенное к двигателю напряжение U уравновешивается э.д.с. Е, индуктированной в обмотке якоря, и падением напряжения в цепи якоря.

U=Е+I(R_я+R_р)

Е=k_дФω,

где R_я – сопротивление обмотки якоря, Ом;

R_р – сопротивление реостата в цепи якоря, Ом;

k_д – коэффициент, зависящий от конструкции машины.

Уравнение скоростной характеристики

Уравнение механической характеристики

Уравнение выражает собой прямую линию, наклон ко­торой к оси абсцисс определяется вторым слагаемым. В случае, когда R_р=0, этот наклон определяется лишь сопротивлением якоря (естественная характеристика). Сопротивление якоря R_я невелико, а магнит­ный поток от нагрузки практически не зависит. Поэтому естественная механическая характеристика двигателя данного типа будет жесткой. По мере увеличения сопротивления реостата R_р, вводимого в цепь якоря, наклон механических характеристик возрастает (искусственные характеристики).

Естественная характеристика строится по двум точкам: М=0; ω=ω₀. М=М_н; ω= ω_н.

ω₀ – угловая скорость холостого хода, рад/с.

Искусственная характеристика: М=0; ω=ω₀. М=М_н; ω= ω₂.

ω₂ – угловая скорость при заданном сопротивлении реостата, рад/с.

Для данного типа двигателя возможны все три режима торможения: рекуперативное торможение с отдачей в сеть, торможение противовключением и динамическое торможение.