рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

В уравнении жесткого приведенного механического звена величина

В уравнении жесткого приведенного механического звена величина - раздел Энергетика, Теория электропривода Определяет...

определяет собой суммарную динамическую нагрузку. Знак Мдин. Зависит от знака ускорения. При Мдин. совпадает со знаком скорости w, а при - противоположен знаку скорости. При ускорении системы Мдин. является тормозным по отношению к моменту М двигателя, а при замедлении – является движущим и совпадает с направлением момента двигателя. Освобождающаяся при снижении скорости кинетическая энергия расходуется на совершение работы по преодолению результирующего М-Мс, который в этом случае является тормозным.

Максимальная полная нагрузка двигателя, определяемая суммой максимальной статической и динамической нагрузок, определяет кратковременную перегрузку двигателя и не должна превышать допустимой перегрузочной способности двигателя:

, где

eрасч – расчетное заданное ускорение.

Динамический момент Мдин при пуске частично затрачивается на ускорение ротора (якоря) двигателя, а в остальной части через передачи воздействует на механизм, ускоряя его массы и совершая работу по увеличению в них запаса кинетической энергии. Следовательно, динамическая нагрузка при пуске увеличивает полную нагрузку передач на величину динамического момента механизма. В жесткой двухмассовой механической системе при J2>>J1 это увеличение может быть значительным, а при J2<J1 основной нагрузкой передач является статическая нагрузка. Во всех случаях динамические нагрузки передач и элементов кинематической цепи механизма могут существенно дополнительно увеличиваться при возникновении в системе упругих механических колебаний.

Правильное определение динамических нагрузок передач эл.привода имеет важное практическое значение. Нагрузки определяют износ механического оборудования, причем наиболее неблагоприятно влияние нагрузок, содержащих знакопеременную составляющую. Поэтому ограничение максимальных и уменьшение колебательных нагрузок повышает надежность и долговечность механической части электропривода и механизма.

 
 

Динамические нагрузки механического оборудования значительно возрастают из-за ударов, возникающих при выборе зазоров в передачах и сочленения машин. С учетом кинематических зазоров расчетная схема 2-х массовой упругой механической системы может быть представлена в следующем виде:

При наличии зазора Dj3 зависимость момента М12 упругого взаимодействия становится нелинейной и принимает вид, изображенный на следующем рис.

Уравнения движения в этом случае запишутся в виде:

при М12=0 при

Во время пуска при разомкнутом зазоре механическая связь между инерционными массами J1 и J2 отсутствует и под действием момента двигателя М=М1 инерционные массы J1 движутся равноускоренно со скоростью

где

- ускорение при выборе зазора.

За время выбора зазора двигатель успевает разогнаться до некоторой начальной скорости wlнач и запасти кинетическую энергию , откуда

.

Это уравнение соответствует наиболее тяжелому случаю выбору полного зазора, когда начальное значение Dj соответствует точке 1 (см. зависимость ), а заканчивается выбор зазора в т.2.

После выбора зазора инерционная масса J2 будет оставаться еще неподвижной. Начнется деформация (закручивание) упругих элементов под действием момента М12.Это будет продолжаться до тех пор, пока М12, возрастая, не превысит МС2. За время нарастания М12 до МС2 скорость инерционной массы J1 дополнительно увеличивается до w1нач.. Т.к. инерционные массы механизма при этом неподвижны, процесс выбора зазора заканчивается упругим ударом, при котором запасенная во вращающихся с угловой скоростью w1нач. массах J1 кинетическая энергия частично рассеивается в виде тепла, а в основном переходит в энергию упругих деформаций, вызывая дополнительные динамические нагрузки передач. Для их количественной оценки найдем зависимость для 3-го этапа переходного процесса разгона, когда . Уравнения движения на этом этапе ; ; .

Умножая 1-е уравнение на , 2-е на и вычитая из полученного 1-го полученное 2-е, а также имея в виду 3-е уравнение, получим , где

; .

Правая часть полученного уравнения определяет частное решение. Общее решение уравнения с учетом частного решения

Постоянные А и В находятся из начальных условий. При t = 0 , откуда .

При t = 0 , откуда

Т.о. или

Здесь М12СР – момент нагрузки в передаче при отсутствие колебаний во время пуска, причем .

После преобразований получим

, где

Максимум нагрузки в передачах будет при .

Это выражение получено путем умножения и деления 2-го слагаемого под корнем на

Анализ полученного выражения говорит о том, что за счет возникающих в результате удара после выбора зазора механических колебаний максимальная нагрузка передач возрастает по сравнению с нагрузкой М12СР, которая имела бы место при жесткой связи масс J1и J2 и отсутствии зазора. Отношение называется динамическим коэффициентом КДИН.

.

При пуске с предварительно выбранным зазором и МС2=0 КДИН=2, т.е. упругие колебания вдвое увеличивают рабочие нагрузки передач (см. график ), т.е. .

 

При наличии невыбранных зазоров () максимум нагрузки возрастает и может достичь опасных для прочности передач значений. Если в выражении для КДИН подставить Значения eСР и W12, обозначив , можно записать:

 

.

Отсюда видно, что КДИН тем больше, чем больше J1 и чем больше жесткость механической связи.

При упругость передач является фактором, снижающим динамические ударные нагрузки. Поэтому при проектировании эл.привода необходимо предусматривать законы управления, обеспечивающие повышение плавности выбора зазоров и снижение ударных нагрузок до допустимых значений путем ограничения достигаемой при выборе зазоров скорости .

Динамические колебательные процессы, если исключить из рассмотрения низкочастотные колебания, обусловленные раскачиванием перемещаемых на гибких подвесках грузов, в среднем не влияют на длительность переходного процесса пуска, реверса, торможения эл.привода и не снижают производительность механизма. Однако, считаться с ними приходится, т.к. они сказываются на точности работы установки, бесполезно увеличивают нагрузку передач и рабочего оборудования и ускоряют их износ.

 

Определение наивыгоднейшего передаточного отношения.

 

При проектировании эл.приводов и выборе двигателей для проектируемой установки в принципе можно брать двигатели разных номинальных скоростей. Исходя из экономических соображений двигатели, как правило, выпускаются на скорости 750- 3000 об/мин., т.к. повышение номинальной скорости позволяет уменьшить размеры, вес и стоимость машины. Рабочие же органы многих механизмов вращаются со скоростями 100-300 об/мин. Поэтому между двигателем и рабочим органом механизма для согласования скоростей ставится редуктор.

Можно найти такое значение передаточного отношения jp, при котором ускорение на рабочем органе, а следовательно быстродействие эл.привода будет наибольшим для одних и тех же двигателя и механизма.

Принимая КПД редуктора равным 1, для рабочих органов механизма уравнение движения можно записать в виде:или .

Здесь МСМ, JM и wМ – момент сопротивления, момент инерции и скорость рабочего органа механизма. JДВ – момент инерции двигателя.

Наивыгоднейшеее (оптимальное) передаточное отношение редуктора, соответствующее максимуму ускорения:

Однозначно задача решается (как для разгона, так и для торможения) только в случае МСМ=0, когда:или .

При требуется дополнительные условия так, для приводов, для которых задано неизменное ускорение рабочего органа механизма, оптимальное передаточное отношение определяется исходя из режима разгона. В этом режиме при тормозящем характере МСМ для обеспечения заданного ускорения от двигателя требуется больший момент, чем в режиме торможения. Величина jP определяется в этом случае из условия получения минимума момента. Для этого уравнение движения решается относительно момента двигателя: .

Приравняв нулю производную , находим оптимум передаточного отношения.

Термин “наивыгоднейшее передаточное отношение” условен, т.к. величина jP получена только из условия реализации наибольшего ускорения на рабочем органе механизма. Не рассмотрен вопрос согласования скоростей и мощностей двигателя и механизма, без решения которого трудно правильно выбрать jP. Во многих случаях при выборе jP принимается во внимание не только минимум времени разгона привода, т.е. максимум ускорения, но и минимум потерь энергии при переходных режимах. Оказывается, что как по условию минимального времени разгона, так и по условию минимума потерь энергии условие наивыгоднейшего передаточного отношения получается одинаковым и сводится к тому, чтобы произведение было минимальным.

Если вопрос рассматривать с т.з. двигателя, то тот двигатель из нескольких двигателей одного типа и одинаковой мощности будет более пригодным, для которого произведение будет наименьшим.

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Теория электропривода

Кафедра микропроцессорных средств автоматизации... Теория электропривода...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: В уравнении жесткого приведенного механического звена величина

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Механика электромеханической системы
Кинематическая схема эл.привода. Силы и моменты, действующие в системе эл.привода.

Mc=M0+(Mсн-M0)(w/wн)х , где
Мс и Мсн статические моменты сопротивления механизма соответственно при скорости w и wн; Мо – момент холостого хода (трения) механизма, не зависящий от с

Уравнение движения и режимы работы
эл.привода как динамической системы.   Механическая часть эл.привода представляет собой систему твердых тел, движущихся с различными скоростями. Уравн

Передаточные функции, структурные схемы и частотные характеристики механической части электропривода как объекта управления.
Сначала рассмотрим механическую часть как абсолютно жесткую механическую систему. Уравнение движения такой системы:

Движение инерционных масс эл.привода
с учетом упругих связей движущихся масс.   С целью выявления влияния упругих связей на характер движения инерционных масс эл.привода, проанализируем п

Если учесть, что , то поэтому
Если выразить L1, L2, L12 через индуктивные сопротивления

Расчет статических механических характеристик в системе ТП-Д
  Расчет характеристик системы ТП-Д без обратных связей выполняется по уравнению механической характеристики ; где

Законы частотного регулирования
При выборе соотношения между частотой и напряжением, подводимым к статору АД, чаще всего исходят из условия сохранения перегрузочной способности двигателя для любой из его регулировочных механическ

Обобщенная линеаризованная система УП-Д
  Выполненный выше анализ особенностей электропривода по системам ГД, ТП-Д, ПЧ-АД, а также структурные схемы этих систем, в принципе аналогичны в пределах принятых допущений. Это дает

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги