МЕХАНИКА ЭЛЕКТРОПРИВОДА

Механическое движение от вала двигателя к исполнительному органу передается с помощью механического передаточного устройства (МПУ), которое часто включает в себя различные механические элементы - шестерни, канаты, валы, муфты сцепления, шкивы и т. п. Эти элементы вращаются или движутся поступательно с разной скоростью, имеют определенную жесткость и момент инерции (массу), а соединения между ними в общем случае содержат зазоры. Наличие этих свойств элементов МПУ вносит определенные изменения в процесс передачи движения от двигателя к исполнительному органу и требует соответствующего учета.

Движение материального тела по второму закону Ньютона описывается уравнениями для твердого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси

Σ = Ј

и для движущегося поступательно тела

Σ = m

где Σ и Σ - векторные суммы моментов или сил, действующих на тело;

Ј и m - момент инерции и масса тела.

Момент инерции сплошного цилиндра:

Ј = m R² /2;

= - угловое ускорение вращающегося тела;

= - ускорение поступательного движения тела.

Если Σ 0 или Σ 0, то электропривод совершает движение с ускорением, если Σ = 0 или Σ = 0, то электропривод движется с установившейся скоростью или находится в состоянии покоя.

Левая часть уравнений движения представляет собой динамический момент М_ДИН или динамическое усилие F_ДИН.

М_ДИН = М_ДВ - М_С = Ј .

При неизменном М_ДИН максимального ускорения исполнительного органа можно добиться при минимальном моменте инерции механизма или массе движущегося исполнительного органа. Поэтому в последнее время все чаще используется непосредственный привод. Однако затраты на разработку и освоение производства непосредственного привода довольно высоки, поэтому по-прежнему применяются приводы с дополнительными передаточными механизмами. Поэтому для обеспечения необходимых законов движения исполнительного органа нужно обеспечить определенный закон движения вала двигателя. Для этого необходимо знать момент сопротивления, приведенный к валу двигателя. На основании равенства мощностей

М_СМ ω_М /η_П = М_С ω_Д,

откуда

М_С = М_СМ = .

Если в передаточном механизме используется несколько передач, то

М_С = М_{СМ .....}

Момент инерции также приводят к валу двигателя

Ј_Σ = Ј_Д + Ј₁ + Ј₂ + ... + Ј_N .

Приведение масс движущихся поступательно осуществляется также на основании равенства запаса кинетической энергии

= Ј ,

откуда

Ј = m ( )² .