Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Общие принципы решения задач приведения




 

Механическая часть электромеханической системы электропривода представляет собой сложную систему, включающую связанные движущиеся массы: двигателя, передаточного устройства и исполнительного механизма машины. Непосредственное представление о движущихся массах установки и механических связях между ними дает кинематическая схема электропривода. В кинематической схеме различные элементы системы движутся с разными скоростями, поэтому непосредственно сопоставлять их моменты инерции Ji, массы mj, нельзя. Поэтому одной из первых задач проектирования и исследования электроприводов является составление упрощенных расчетных схем механической части.

Задача может быть решена просто, если реальная систе­ма двигатель – передача – рабочая машина заменяется некоторой эквивалент­ной системой, движущейся с одной скоростью (обычно это скорость двигателя ω) и которая описывается лишь одним уравнением движения.

Эквивалент­ная система с приведенными значениями параметров должна обладать теми же статическими и динамическими свойствами, что и реальная система. При инженерных расчетах механические связи можно принять абсолютно жесткими (не учитывать упругость звеньев и наличие зазоров в передачах). Тогда движение одного элемента дает полную информацию о движении всех остальных элементов, и достаточно рассматривать один элемент. В качестве такого элемента обычно принимают вал двигателя.

Таким образом, чтобы решить задачу приведения, надо составить урав­нения баланса кинетических энергий, мощностей для реальной и эквивалентной систем c учетом потерь мощности в системе.

Задача приведения показана на примерах (рис.2.7а и 2.7b) систем электропривода с вращательным и поступательным движе­ниями механизмов.

а) b)

Рис.2.7 Кинематические схемы механизмы с вращательным движением и поступательным движением механизмов

Принятые обозначения на рис.2.7:

JД, J1, JМ, JБ – моменты инерции двигателя и деталей на его валу, деталей на промежуточном валу, рабочей машины и барабана;

ω, ω1, ωБ – скорости вращения двигателя, промежуточного вала и рабочей машины;

i1, i2, η1, η2 - передаточные числа ступеней передач и их КПД;

ηБКПД рабочей машины;

MC, MCM – приведенный к валу двигателя момент сопротивления, момент сопротивления рабочей машины;

mГ, VМ, FСМ масса груза, линейная скорость перемещения и сила сопротивления рабочей машины.

 

Приведения при вращательном движении механизма (рис.2.7а)

 

Приведение МС и МСМ при двигательном режиме работы электропривода. В этом случае поток энергии идет от двигателя к механизму (потери в передачах покрывают­ся за счет мощности, забираемой двигателем из электрической сети) и уравнение баланса мощности будет

РМ = РД ·η , (2.7)

или уравнение моментов

МСМ · ωМ = МС · ω · η , (2.8)

где η =η1 · η2 - общий КПД передаточного устройства.

В зависимости от постановки задачи по уравнению (2.7) баланса мощности определяются с учетом передаточного числа

(2.9)

момент сопротивления, приведенный к валу двигателя

; (2.10)

или статический момент, приведенный к валу рабочей машины

(2.11)

 

Приведение МС и МСМ при тормозном режиме работы электропривода. В этом случае поток энергии направлен из рабочей машины через пе­редаточное устройство и двигатель в сеть при рекуперативном торможении либо в резисторы при других режимах торможения (потери в передачах покрываются за счет мощности, поступающей от рабочей машины).

Уравнение баланса мощности в этом случае

PД =PM ·η , (2.12)

или уравнение моментов (2.13)

Момент сопротивления, приведенный к валу двигателя, определится, как , (2.14)

либо статический момент, приведенный к валу рабочей машины

. (2.15)

Приведение моментов инерции. Как было указано выше, для приведения моментов инерции необходимо составить уравнение баланса кинетической энергии в системе. При этом общий запас кинетической энергии эквивалентной системы может быть выражен через момент инерции, приведенный к валу двигателя JПР.Д, или через момент инерции, приведенный к валу вращающегося механизма JПР.М.

Уравнение баланса кинетической энергии:

. (2.16)

Таким образом, для кинематической схемы по рис. 2.7а при приведении моментов инерции к валу двигателя:

(2.17)

откуда приведенный к валу двигателя момент инерции всей системы будет

(2.18)

При приведении к валу механизма уравнение баланса кинетической энергии запишется так:

(2.19)

откуда определяется момент инерции системы, приведенный к валу рабочей машины:

(2.20)

 

Задачи приведения при поступательном движении механизма (рис.2.7b)

 

Приведение моментов и сил сопротивления при поступательном движении.

При двигательном режиме по (2.12) баланс мощности будет описан:

r wsp:rsidR="00000000"><w:pgSz w:w="12240" w:h="15840"/><w:pgMar w:top="1134" w:right="850" w:bottom="1134" w:left="1701" w:header="720" w:footer="720" w:gutter="0"/><w:cols w:space="720"/></w:sectPr></w:body></w:wordDocument>"> (2.21)

где η = η1 ·η2 ·ηБ - общий КПД передач и рабочей машины.

В тормозном режиме имеем: (2.22)

Тогда можно определить статический момент сопротивления (усилие сопротивления), приве­денный к валу двигателя

. (2.23)

Отношение является обобщенным передаточным отношением между рабочей машиной и двигателем и является радиусом приведения V к валу со скоростью ω.

Из уравнения (2.23) можно определить Мс и Fсм для тормозного режима.

 

Приведение моментов инерции и масс электропривода. Уравнения приведений к вращательному или поступательному движениям можно привести из уравнения баланса кинетических энергий, выраженного через моменты инерции и массы:

, (2.24)

откуда приведенный к валу двигателя момент инерции:

(2.25)

и масса, приведенная к оси движения груза:

. (2.26)

Принятый в расчетах учет потерь в передачах будет верен, если нагруз­ка на передаточное устройство равна (или близка) номинальной, для ко­торой величина η известна. При частичной загрузке, когда η=f(Р), в расчетах требуется учесть вносимую погрешность.

Большей частью параметры движущихся элементов приводятся к валу двигателя или (реже) к оси движения рабочей машины. Электрическая машина имеет одну степень свободы. Поэтому уравнение движения электропривода, записанное для параметров, приведенных к валу двигателя, будет обыкновенным дифференциальным уравнением.

Общий момент инерции, приведенный к валу двигателя, имеет вид:

, (2.27)

где п и k - число масс установки, совершающих соответственно вращательное и поступательное движение.

Cуммарный приведенный к валу двигателя момент статической нагрузки Мс :

, (2.28)

где q, p - число внешних моментов Mс и сил Fj приложенных к системе, кроме электромагнитного момента двигателя.

 







Дата добавления: 2014-10-29; просмотров: 1667. Нарушение авторских прав

codlug.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.006 сек.) русская версия | украинская версия