Электротехника Касаткин (967630), страница 88
Текст из файла (страница 88)
ствнй и состояния системы по датчикам обратной связи и выработки нв их основе сигналов управления преобразователем, электродвигателями и передаточным устройством. Наиболее прогрессивным является автоматизированный индивидуальный электропривод, в котором каждый исполнительный орган рабочей мвпжны приводится в движение отдельным электродвигателем по сигналам управляющего устроиства. В простейшем случае управляющее устройство осуществляет пуск, отключение и защиту электродвигателя, в более сложном — контроль и управление движением рабочей малины РМ.
Широта применения определяет большой диапазон мощностей элекгроприводов (от долей ватт, например в принтерах, до десятков тысяч киловатт, например в прокатных станах) н разнообразие исполнения, Применение управляющих ЭВМ и встроенных микропроцессорных систем существенно повышает качество злектроприводов для создания современных технических средств автоматизации и механизации технологических процессов, в частности на основе роботов и манипуляторов. 12.2. уРАВнение дВиженип электвппРНВОдА Для проектирования электропривода необходимо знать кинематику н эксплуатационные условия рабочей машины. Нагрузка на валу электродвигателя слагается из статической и динамической нагрузок. Первая обусловливается полезными и вредными сопротивлениями движению (от сил трения, резания, веса н т.
и.); вторая возникает при изменениях кинетической энергии в системе привода вследствие изменения скорости движения тех или иных частей устройства. В соответствии с этим момент, развиваемьй двигателем, М =М +М =М +эс)ьэ(с)г, лв ст днн ст (17Л) называется динамическим моментом. Этот момент может быть как ло. лозительным, так н отрицательным, 5!2 Различают активный н реактивньй статические моменты М, Первые создаются внешними по отношению к двигателю источникамн механической энергии и не зависят от направления и частоты вращения;вала двигателя, Вторью возникают в качестве реакции на движущий момент двигателя и зависят от направления и частоты вращения его вала. Примером активного момента может служить момент силы тяжести М = = ниЯ поднимаемого нли опускаемого груза массой гл (рнс.
17.2, а), реактивного момента — момент резания М= ГЯ при и > О и М= О при и <О, где Р = сонат — усилие резания (рнс, 17.2, б). Входящая в уравнение моментов (17,1) величина М „„= эооэ/с(е (17.2) Величина У, которой М „„пропорционален, называется моментам илеряии, Зто — взятая для всего тела сумма произведений масс шй отдельных частиц тела на квадрат расстояния Яй соответствующей ча.
стицы от оси врюцения: (17.3) Обычно момент инерции выражают как произведение массы тела на квадрат радиуса инерции Я„„, т.е. (17.4) где Я„„ — расстояние от оси вращения, на котором нужно сосредоточить в одной точке всю массу тела, чтобы получить момент инерции, равный фактическому при распределенной массе. Радиусы инерции простейших тел указываются в справочных таблицах. Моменты инерции роторов н якорей электродвигателей обычно указываются в каталогах.
В больлюм числе случаев рабочий орган должен иметь относительно небольшую частоту вращения (50 — 300 об/мни) при высокоскоростном электродвигателе. Изготовлять специальный тихоходный электро. двигатель невыгодно. Он будет иметь слишком большие габариты и массу, Рациональнее с тихоходным приводом соединить через редуктор нормальный электродвигатель (750 — 3000 об/мин), Но прн расчетах сложной системы привода с вращательными нли поступательными движениями и различными скоростями отдельных ее элементов целесообразно заменить ее приведенной системой — упро- Ряс 17.2 17-Эт 513 М сэ = М сс ст дв рм рм (17.5) где М вЂ” искомый статический момент рабочей машины, приведенный ст к валу двигателя (т, е, угловой скорости вала двигателя); М „— действительный статический момент рабочей машины на ее валу в пер =со /сс — передаточное число от двигателя к рабочей машине.
де р.м Если рабочий орган под действием силы Г выполняет не врацзр.м тельные, а поступательные движения со скоростью р „, то на основании неизменности мощности М ш мР ст дв р.м р зв и, следовательно, искоМый приведенный статический момент М =Р т !сс ст р.м р.м дв' (17.6) В приведенной системе должны быть представлены и приведенные моменты инерции, Приведенный момент инерчии системы — зто момент инерции системы, состоящей только из элементов, вращающихся с угловой скоростью вала двигателя ш, но обладающих запасом кинетической энергии, равным запасу кийетической энергии действительной системы.
Иэ условия неизменности кинетической энергии следует, что для системы, состоюцей из соединенных через одну зубчатую передачу двигателя н вращааацейся с угловой скоростью ш рабочей машины, у которой момент инерции У р.м ' дв ~~ м м~ (17.7) или искомый приведенный момент инерции системы У 1 + 1 ( 1 )2 У +У Уйэ пр дв р.м р.м дв дв р.м пер' 5!4 (17.8) щенной системой, состоящей из ошюго элемента, вращающегося с частотой электродвигателя. При переходе к приведенной системе от действителыюй моменты в системе пересчитываются таким образом, чтобы оста псь неизменными энергетические условия. Например, пусть двигатель, угловая скорость вала которого ш дв' соединен через одноступенчатую зубчатую передачу с рабочей машиной (рнс. 17.3), угловая скорость которой оэ .
Если пренебречь р.м' потерями в передаче (они учитываются в приведенной системе), то из условия неизменности мощности следует Таким образом, для сложного привода в уравнении (17.1) подразумевается приведенное значение статического момента инерции, Если известны момент М, выраженный в Н м, и частота вращения л, об/мин, то соответствующая мощность, кВт, (17.9) Р = втл/9550, где коэффициент 9550 =60. 1Оз/2 [Н м ° (об/мин)/кВт), 17,3, ОснОВные Режимы РАБОты электРОПРНВОдА во время снятия нагрузки денга- р тель не успевает охладиться до .геъязературы окружающей среды.
Ха- рактерной величиной для повторно- кратковременного режима является а в! отношение рабочей части периода б) Рис зт.а 5з5 Длительность работы и ее ха/хгктер определяют рабочий режим привода. Для электропривода принято различать три основных режима работы; продолжительный, кратковременный и повторно-кратковременный. Првдолжнгельзгый режим — это режим работы такой длительности, при которой за время (г) работы двигателя мощностью Р температура всех составляющих электроприводустройств достигает установившегося значения (рис.
17.4, в) . В качестве примеров механизмов с длительным режимом работы можно назвать центробежные насосы насосных стан. ций, вентиляторы, компрессоры, конвейеры непрерывного транспорта, дымососы, бумагоделательные машины, машины длн отделки тканей и т. д. Крагковремелны6 резким — это такой режим работы, прн котором рабочий период относительно краток (рис, 17.4, б) и температура двигателя не успевает достигнуть установившегося значения. Перерыв же в работе исполнительного механизма достаточно велик, так что двигатель успевает охладиться ярактнчески до температуры окружающей средьь Такой режим работы характерен для самых различных механизмов кратковременного действия: шлюзов, разводных мостов, подьемных шасси самолетов н многих других. Повторно-крвтковрвмевный режим (рис.
17.4, в) — зто такой режим работы, при котором периоды работы Т чередуются с паузами (остановка или холостой ход), причем нн в один из периодов работы температура двигателя не достигает установившегося значения, а Т ко всему периоду Т. Эта величина именуется относительной продолжительностью работы П1Р 5ь) нли относительной продолжительностью включения (ПВ %). Примсрамн механизмов с повторно-кратковременным режимом работы могут служить краны, ряд мсталлургиче. ских станков, прокатные станы, буровыс станки в нефтяной промышленности и т. д, В соответствии с основными режимами работы злсктропрнвода различно определяется и номинальная мощность электродвигателя.
Условия нагрева и охлаждения двигателя цри повторно-кратковременном рехзаме существенно отличаются от уш~овнй работы в продолжитегьном режиме, Например, условия охлаждения обмотки возбуждения двигателя постоянного тока параллельного возбуждения практически остаются неизменными и при остановке двигателя, а условия охлаждения якоря при остановке сильно ухудшаются. По этой причине двигатель постоянного тока, рассчитанный лля продолжительной работы с неизменными условиями охлаждения, прн повторно-кратковременном режиме будет использоватьсз нерационально; при предельно допустимом нагреве обмотки якоря н коллектора обмотка возбуждения будет нагреваться значительно ниже допустимой температуры.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
