Динамические нагрузки электропривода

Уравнение движения приведенного жесткого механического звена определяет суммарную динамическую нагрузку М_дин электропривода,

(1.68)

,

которая при принятом правиле знаков численно равна результирующему моменту М-М_С, приложенному к движущимся массам.

Динамическая нагрузка (динамические силы и моменты) пропорциональна ускорениям масс, в отличие от статических моментов и электромагнитных моментов двигателей. С другой стороны, ускорения масс определяются согласно (1.68) силами, действующими извне на механическую часть электропривода.

По каждой массе механической системы можно записать:

.

Динамический момент является важной составляющей полной нагрузки электропривода и представляет собой алгебраическую величину, знак которой при ускорении системы совпадает со знаком скорости, а при замедлении – противоположен ему.

Другими словами динамический момент при ускорении системы является тормозным для двигателя. Электрическая энергия расходуется на увеличение кинетической энергии системы и на преодоление сил сопротивления. При замедлении системы динамический момент становится движущим и освобождающаяся кинетическая энергия расходуется на преодоление сил сопротивления и момента двигателя. Двигатель при этом может работать в тормозном режиме, если динамический момент будет больше сил сопротивления.

Электромагнитный момент двигателя должен преодолевать максимальные статический и динамический моменты, то есть максимальный момент на валу двигателя M_max:

(1.69)

,

где e_{тр max} - максимально допустимое (или требуемое) ускорение системы.

Значение M_max определяет кратковременные перегрузки двигателя, которые не должны превышать максимально допустимый момент двигателя.

Действующий на механическую часть электропривода результирующий момент M=M_C частично тратится на ускорение ротора (якоря) самого двигателя, и поэтому полная динамическая нагрузка механических передач от двигателя к механизму увеличивается только на значение динамического момента механизма J₂×e_ср (рис.1.11,б):

(1.70)

M₁₂=M_C2+J₂×e_ср.

При малых моментах инерции механизма это увеличение незначительно, и основной нагрузкой передач является статическая. При больших моментах инерции механизма J₂>>J₁ это увеличение может быть значительным, что необходимо учитывать при расчете кинематических цепей электропривода.

Кроме того, динамические нагрузки передач и элементов кинематической цепи дополнительно увеличиваются при возникновении в системе упругих механических колебаний.