ЧАС ПУСКУ І ГАЛЬМУВАННЯ ЕЛЕКТРОПРИВОДУ

Для визначення тривалості пуску і гальмування необхідно вирішити основне рівняння руху електроприводу щодо часу і проинтегрировать його. Якщо Л, М, М з в процесі пуску залишаються постійними, то з рівняння маємо:

(2.16)

де wc - кутова швидкість обертання двигуна, відповідна моменту Л / с; 1 " - тривалість пуску від а> = 0 до <ос.

При пуску, коли М з = 0, час пуску

(2.17)

де М а - пусковий момент або момент короткого замикання двигуна при и = 0.

При гальмуванні механізму з використанням гальмівного моменту двигуна час гальмування

(2.18)

Якщо ж гальмування відбувається тільки під дією статичного моменту навантаження

(2.19)

Внаслідок жорсткої зв'язку між двигуном і механізмом шлях, пройдений якою-небудь точкою робочого органу механізму, пропорційний куту повороту вала двигуна за той же період часу: dtp = cadt. Так як

то для загального випадку кут повороту вала двигуна за час зміни швидкості від <і, до и 2 буде

(2.20)

Якщо М - Л / с = const, то

(2.21)

т. е. кут повороту вала двигуна прямо пропорційний збільшенню запасу кінетичної енергії і обернено пропорційна величині динамічного моменту.

Якщо розгін ЕП походить від швидкості о) = 0 до <о = а с, то кут повороту вала двигуна

(2.22)

БАГАТОМАСОВИХ СИСТЕМИ ЕЛЕКТРОПРИВОДУ

Реальні кінематичні схеми електроприводу містять пружні елементи (елементи кінцевої жорсткості), між якими можуть існувати зазори. Так, наприклад, в схемі рис. 2.2, в, таким пружним елементом є трос, на якому підвішується вантаж. При значній протяжності до пружним елементам повинні бути віднесені і сполучні вали. Зазори можуть існувати в сполучних муфтах, а також в шестерним зачепленні і підшипниках. У цих випадках кінематичну схему можна розглядати як жорстку одномасову систему. Наявність пружних елементів і зазорів ускладнюють розрахункову схему механічної частини електроприводу, перетворюючи її в багатомасових.

Тому одним з перших завдань проектування і дослідження електроприводів є складання спрощене розрахункових схем механічної частини, що враховують головні пружні зв'язку і найбільші маси, що визначають вплив на рух системи. Дослідження динаміки електроприводів показують, що розрахункові механічні схеми в більшості практичних випадків в результаті виділення головних мас і жорсткостей зводяться до трехмассовой, двухмассовой розрахунковим схемам і, найпростіше, до жорсткого наведеним механічному ланці.

Параметрами узагальненої трехмассовой пружною механічною системи (розрахункова схема рис. 2.6) є сумарні наведені моменти інерції Уї У ,, У}, утворені наведеними масами, зв'язку між якими прийняті жорсткими і еквівалентні наведені жорсткості механічних пружних зв'язків між У, і У, -С | 2 і між У, і У, -С,;.

Перша маса являє собою ротор двигуна і жорстко пов'язані з ним елементи; до цієї маси додається електромагнітний момент М і момент статичного навантаження AfCl, який є сумарним моментом втрат на валу двигуна і в жорстко з ним пов'язаних елементах. До проміжної масі механізму У2 прикладений момент опору Лус, а до третьої J, - момент зовнішнього навантаження цієї маси M w Трехмассовая пружна система при дослідженні електромеханічних систем автоматизованого електроприводу використовується в тих випадках, коли виникає необхідність більш детального аналізу умов руху мас механізму. Рух трьох мас описується наступною системою рівнянь:

(2.23)

Розрахункова схема трехмассовой пружної системи

Мал. 2.6. Розрахункова схема трехмассовой пружної системи

Для дослідження окремих фізичних особливостей, наприклад, для вивчення впливу пружних механічних зв'язків, трехмассовая розрахункова схема зводиться до двухмассовой. Щоб перейти від трехмассовой пружної системи до двухмассовой необхідно J, = О, М 2, = 0 і Л / с, = О, тоді рух двухмассовой системи описується сукупністю наступних рівнянь:

(2.24)

де М - момент, що розвивається двигуном; М п - пружний момент; М с - момент опору; <р, і% - кути повороту першої і другої маси.

Таким чином, двомасових розрахункова механічна система виходить, якщо в розрахунок приймається пружність одного елемента, і зазори при цьому не враховуються. Двомасових система може бути також отримана і при наявності декількох пружних елементів в кінематичній схемі при її еквівалентування. Розрахункова схема двухмассовой пружної системи зображена на рис. 2.7.

У цій схемі пружний елемент з коефіцієнтом жорсткості С, 2 з'єднує дві маси 1 і 2 з моментами інерції J , і J ,. Перша з мас, яка включає масу рухається частини двигуна і жорстко пов'язаних з ним елементів кінематичної схеми обертається зі швидкістю w " а інша маса, яка включає в себе масу виконавчого механізму і жесткосвязанних з ним елементів - зі швидкістю зі ,.

Коефіцієнт жорсткості С ,, визначається матеріалом і геометричними розмірами пружного елемента. Для вала радіусом R, при його крученні, коефіцієнт жорсткості,

(2.25)

де J, - момент інерції поперечного перерізу вала; G - модуль пружності кручення; L - довжина вала.

Чим більше коефіцієнт жорсткості пружного елемента, тим менша деформація в ньому виникає. Величина зворотна коефіцієнту жорсткості носить назву податливості. При складанні розрахункових схем механічної частини здійснюється приведення до валу двигуна коефіцієнта жорсткості пружного елемента за такою формулою

У тих випадках, коли параметри механічної системи електроприводу такі, що вплив пружних зв'язків незначно або ними можна

Розрахункова схема двухмассовой пружної системи

Мал. 2.7. Розрахункова схема двухмассовой пружної системи

знехтувати, то механічна частина представляється найпростішою розрахунковою схемою - одномасової схемою або жорстким наведеним ланкою.

Перехід від двухмассовой пружної системи до еквівалентного жорсткого наведеним ланці можна зробити наступним чином. На початку припустимо, що пружна зв'язок між першою і другою масами абсолютно жорстка, тоді С п = оо. Отримаємо двомасових жорстку систему, розрахункова схема якої представлена на рис. 2.8.

Розрахункова схема двухмассовой жорсткої механічної системи

Мал. 2.8. Розрахункова схема двухмассовой жорсткої механічної системи

Відмінністю її від схеми на рис. 2.7 є рівність швидкостей мас зі, = з 1 = (о, при цьому відповідно до другого рівняння системи (2.24).

Підставивши цей вираз в перше рівняння системи (2.24), отримаємо

Отже, з урахуванням

отримаємо основне рівняння руху електроприводу в одномасової жорсткій системі

З його допомогою можна за відомим електромагнітного моменту і значенням Л / с і Л оцінити середнє значення прискорення електроприводу (т. Е. Сказати в якому режимі знаходиться електропривод), розрахувати час, за яке двигун досягне заданої швидкості і вирішити багато інших практичних запитань, навіть в тих випадках, коли вплив пружних зв'язків в системі суттєво.

 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >