Лекция 2 Механика электропривода

Простейшая механическая система состоит из двигателя и исполнительного механизма.

В ЭП действуют момент, развиваемый двигателем и момент статической нагрузки.

Момент, развиваемый двигателем, определяется типом двигателя, его схемой включения и параметрами.

Моменты статической нагрузки могут обладать активными и реактивными свойствами.

Активные моменты - это такие моменты, которые сохраняют свой знак при изменении знака скорости, они могут быть как движущими, так и тормозящими. Активный момент может создаваться силами веса, а также силами сжатия, растяжения или скручивания упругих тел.

Реактивные моменты возникают, как реакция на активный движущий момент, они всегда направлены в сторону, обратную движению и меняют свой при изменении знака скорости.

Различают нагрузки: типа сухого трения, типа вязкого трения и вентиляторного типа.

Зависимость момента в функции от скорости М=f(w) носит название механической характеристики.

Статический момент грузоподъемного механизма определяется по формуле:

где R – радиус барабана;

m – масса груза.

+w

подъем

+M_c

опускание

Сухим называют трение о твердую поверхность; так как присутствуют коэффициент трения покоя и коэффициент трения движения, то в момент трогания скорость сильно зависит от момента. При дальнейшем увеличении скорости движения сила сухого трения остается постоянной.

w

M_c(w)

М_{с трог}

M_{c трог}

Нагрузка вентиляторного типа наблюдается в турбомеханизмах (насосах, вентиляторах, компрессорах, различного рода воздуходувных механизмах и др.). Нагрузка характеризуется квадратичной зависимостью момента статического от скорости: М_сºw². Наиболее явно эта зависимость выражена для вентиляторов. Для других турбомеханизмов эта зависимость является более сложной: Мºw ^2,5…6.

Поэтому под характеристикой нагрузки понимают характеристику, особенностью которой является существенной снижение М_с по мере уменьшения скорости вращения.

w

М_с

Основное уравнение движения ЭП

Основное уравнение движения ЭП имеет вид:

или

Если М_дин=0, то ЭП движется с постоянной скоростью, т.е. находится в состоянии покоя, а режим называется статическим.

Если М_дин ¹0, то ЭП движется с ускорением если и с замедлением если , а режим работы называется динамическим.

Статический режим

Имея механическую характеристику двигателя и механическую характеристику механизма, можно установить точку статического режима, как точку пересечения с зеркальным отображением .

Движение в статическом режиме может быть устойчивым или неустойчивым. Если движение устойчиво, то при случайно возникшем отклонении скорости привод возвратится в точку установившегося режима.

Если по какой-либо причине до , то уравнение движения имеет вид: соответственно , т.е. привод ускоряется и система возвращается в исходную точку.

Рассмотрим графический метод определения устойчивости.