Механика электропривода Силы и моменты, действующие в системе эп.

К валу ЭД, работающего в ЭП, приложены электромагнитный момент ЭД и статический момент исполнительного механизма. Как тот, так и другой момент может быть движущим или тормозным.

Движущим (вращающим) называется момент. действующий в направлении движения (положительный).

Тормозным называется момент, направленный навстречу движению и противодействующий ему (отрицательный).

С татические моменты делятся на реактивные и активные.

Реактивный момент всегда является тормозным. При изменении направления движения он изменяет свое направление. Такой момент создают силы трения.

Активный момент всегда действует в одну сторону, независимо от направления движения и может быть как тормозным, так и движущим. Например, сила тяжести, растяжение и сжатие.

Д ействующий на вал двигателя статический момент представляет собой алгебраическую сумму моментов, создаваемых рабочим органом машины и силами трения.

Двигатель, рабо­тающий на подъем груза развивает поло­жительный движущий момент "М". Моменты груза М_гр и сил трения М_тр являются тормоз­ными и в сумме соз­дают нагрузку на ЭД. Если М_тр>М_гр, то для опускания последнего необходимо, чтобы ЭД создавал направлен­ный в сторону спуска движущий момент, который вместе с моментом груза преодолел бы М_тр. Такой спуск называется силовым (спуск гака крана).

При опускании тяжелого груза Момент груза является движущим. ЭД, включенный на подъем вместе с М_тр создают тормозной момент и ограничивает скорость спуска. В случае равенства движущих и противодействующих им тормозных моментов система будет находиться в состоянии покоя. С изменением моментов двигателя или нагрузки равновесие моментов нарушается, появляется разностный или динамический момент, который вызывает разгон или затормаживание системы привода.

При пуске ЭД, его торможении, изменении нагрузки и др. режимах (><U) изменяется скорость привода, что влечет за собой изменение запаса кинетической энергии системы. Для вращательного движения запас кинетической энергии , где - угловая скорость, рад/с; - момент инерции, кг м².

Момент инерции ; где m – масса вращающегося тела, кг; r – приведенный радиус инерции, м (расстояние от оси вращения до точки центра массы).

Уравнение движения. Понятие о переходных процессах.

ЭП работает с постоянной скоростью только, если .электромагнитный момент ЭД М=М_ст исполнительного механизма. Такой режим называется установившимся (статическим), который продолжается до тех пор, пока остаются неизменными как параметры ЭД и сети, так и нагрузка на ЭД.

Режим работы ЭП при переходе от одного установившегося состояния к другому называется переходным (динамическим).

Переходные процессы возникают при: 1.Изменении нагрузки. 2.Изменении схемы включения ЭД (пуск, торможение, реверс, изменение сопротивления цепей обмоток). 3.Изменении параметров сети (U;f).

Длительность и характер переходных процессов определяются: 1.Механической инерцией вращающихся и поступательно движущихся масс привода и механизма. 2.Электромагнитной инерцией обмоток ЭД и аппаратов ЭП. 3.Тепловой инерцией элементов привода, подверженных нагреву.

Тепловая и электромагнитная инерция, как правило, не значительны и при практических расчетах не учитываются.

Если по одной из указанных причин произойдет нарушение равновесия моментов, то на валу ЭД появится динамический момент М_{эл.магн} – М_ст = М_дин, который является причиной переходного процесса.

Изменение скорости ЭП, вызванное динамическим моментом сопровождается изменением запаса кинетической энергии. Получаемая или отдаваемая при этом инерционными массами мощность Р_{дин =} или при j = const ,а так как , то т.е. . Динамический момент идет на преодоление инерции и сообщение ускорения движущимся массам.

В зависимости от знака М_дин ЭП находится в одном из трех состояний: 1.При М > М_ст, М_дин – положителен. Это означает, что , т.е. идет ускорение. 2.При М < М_ст, М_дин – отрицателен. Т.е. - идет замедление (торможение).

3.При М = М_ст, М_дин = 0. Т.е. движение с постоянной скоростью (нет ускорения и торможения). Частный случай – состояние покоя.