Выбор типа электродвигателя для электромеханических приводов

Выбор двигателя заключается в подборе наиболее рационального типа двигателя и кон­кретного двигателя в намеченной серии в зависимости от требуемой мощности. При выборе типа двигателя учитывают факторы, описанные выше, такие как: характер работы (регули­руемый или нерегулируемый привод); назначение привода; режим работы (длительный, кратковременный или повторно-кратковременный) и его характеристики (продолжитель­ность включенного состояния, частота пусков, остановов и реверсов).

Особое внимание при выборе двигателя уделяется: номинальному (среднему) значению нагрузки, т.е. момента M_ном. (M_ср.) или силы F_ном. (F_ср.); номинальной (средней) угловой ω_ном. (ω_ср.) или линейной v_ном. (v_ср.) скорости исполнительного органа; характеру изменения на­грузки (момента или силы): зависимость M или F от времени, скорости или перемещения ис­полнительного органа электромеханического привода (см. Рис.I-27); максимальным значени­ям моментов (сил) M_max (F_max), а также скоростей ω_max (v_max) и ускорений ε_max (a_max).

Рис.I-27 – Пример функциональной зависимости характеристик привода от различных параметров.

Дать общую методику выбора типа двигателей электромеханических приводов для всех возможных случаев не представляется возможным. В каждом конкретном случае вопрос выбора двигателя необходимо решать с учетом всей совокупности факторов, влияющих на ха­рактеристики приводов.

Приведение моментов сил в электромеханических приводах

Исходя из закона сохранения энергии можно сказать, что при передаче движения от первого звена к последнему, часть энергии будет потеряна на трение и прочие процессы, протекающие при движении, в связи с несовершенством механизмов. Это утверждение ил­люстрируется соотношением:

где η_1k = η_двk – к.п.д. цепи передачи от двигателя до k-го звена. При этом не стоит забы­вать, что:

где M_k – статический момент нагрузки на k-м валу, либо, если речь идет о вале двигателя – момент, развиваемый двигателем, а ω_k – угловая скорость k-го вала. Подставляя одно вы­ражение в другое, получим:

В случае, когда нагрузка прикладывается к разным валам – необходимо привести на­грузку одного из валов ко второму валу, а сумму нагрузки этого вала и приведенной к этому валу – сложить, для приведения ко входу.

Динамический момент подразумевает под собой усилия, возникающие при торможении или разгоне механизма, связанные с инерционностью системы. Из закона сохранения энер­гии следует:

здесь J_пр – приведенный к валу двигателя момент инерции электромеханического приво­да; J_р – момент инерции ротора двигателя; J₁, J₂, …J_n – моменты инерции элементов переда­чи привода; J_н – момент инерции исполнительного органа. Чтобы перейти от момента инер­ции к динамическому моменту, пользуются следующим соотношением:

Однако при использовании указанных соотношений следует помнить, что они приведе­ны для случаев, когда скорость преобразуется линейно, однако в некоторых механизмах ско­рости преобразуются нелинейно и указанные соотношение должны быть в этих случаях пе­ресмотрены.