Уравнение движения.

Виды нагрузок.

Простейший электрический привод – система из двигателя и нагрузки (рабочая машина).

Мс

Н. РМ.

Д в

М,ω

Требуемый для работы машины момент – статический (момент нагрузки) Мс.

Иногда задается не момент Мс , а мощность требуем Рс, причем мощность может быть задан функцией

Рс=f(n) (1) Pc=f(ω) (2) М

Момент развивающийся на валу двигателя Мдв, в том случае если нагрузка двигателя является сила сопротивления ее можно обозначить Fc при линейном перемещении.

Связь между моментом М и силой F определяется:

i - Передаточное число редуктора.

Д - диаметр колеса нагрузки.

- КПД (передачи).

Мощность развиваемая двигателем при вращательном движении определяется моментом на угловой скорости

n- обороты/мин или P = M* n/975, [кВт]

При прямолинейном движении механизма или рабочего органа , если есть скорость V (м/с) то,

Механическая или статическая характеристика нагрузки определяют нагрузочный момент в зависимости от скорости вращения вала. Общее выражение момента Мс = f(n) как функция, пригодная для расчетов имеет вид

Mo - момент трения или холостого хода.

Мн – номинальный момент машины, требуемый ею при номинальных оборотах n (обороты/мин).

q – показатель степени.

Для существования приводов рассмотрим четыре случая показателя.

А) q = -1

Момент обратно пропорциональный скорости

Такая характеристика присуща машинам имеющим большой момент начального трения .

М

0 η

Б) q = 0

Такими характеристиками обладают все подъемные машины, некоторые транспортные механизмы, металлорежущие, станки. Эта нагрузка называется крановой нагрузкой.

Мощность в таких машинах растет линейно со скоростью.

В) q = 1 ;

Момент растет линейно со скоростью, а мощность пропорциональна квадрату скорости. К таким машинам относят ленточные транспортёры, конвейеры, поршневые компрессоры.

Г) q = 2;

Момент пропорционален квадрату скорости, а мощность кубу. Такой нагрузкой обладают машины: насосы, вентиляторы, пропеллеры, винты центробежные и гребные.

4.2Для формирования уравнения движения электропривода необходимо иметь представление о кинематике и динамике электропривода.

Кинематика электропривода определяет выбор наиболее благоприятного закона движения или скорости V = V*(t), определяющий оптимальный закон движения рабочего органа машины. Момент на валу двигателя определяется исходя из момента сопротивления , передаточное отношение редуктора и КПД.

, где i – передаточное отношение редуктора, η- КПД.

При вращательном движении рабочего орган переходные процессы в приводе определяются моментом энергии J или маховым моментом G-кг масса.

J - измеряется

для вращающихся масс размерности m(кг) момент инерции J определяется как , R – радиус вращения (см). Запас кинетической энергии вращающихся частей при угловой скорости ω (рад/с) определяется (кг*м) значение момента инерции для приводных двигателей обычно задается среди основных характеристик. Момент инерции связан только с вращающимися частями.