Что такое динамический момент двигателя

Динамический момент: , где

ε– требуемое угловое ускорение вала двигателя

, где

ε_н– требуемое угловое ускорение нагрузки,ε_н=5 рад/с 2

J_пр– приведенный к валу двигателя момент всего ЭМП, кг·м 2

, где

J_р– момент инерции вращающихся частей двигателя,

J_р= 0,037·10 -4 кг·м 2

J_н– момент инерции нагрузки,

J_н= 3 кг·м 2

J_рпр– приведенный момент инерции ротора

Момент инерции каждого звена:

, где

d– диаметр звена

b – толщина звена

ρ– плотность, г/см 3

ρ=7,85 г/см 3

Расчет момента инерции каждого звена

J·10 -8 кг*м 2

J_pnp=19,49·10 -8

J_np=5,48·10 -6

M_д.пр= J_np· ε=9,73 (Н·мм)

Для цилиндрических прямозубых передач внешнего зацепления КПД передачи рассчитывается по формуле

где коэффициент трения,

коэффициент перекрытия,

окружная сила,

коэффициент нагрузки,

Аналогично рассчитываем для остальных передач и получаем

Рассчитываем моменты в соответствие с полученными КПД передачи.

15+284=299 (Н·мм) 2 .

Шпонку проверяют на смятие по формуле:

Где F_t— окружная сила, передаваемая шпонкой, Н;

, M— передаваемый крутящий момент, Н·мм;

A_см— площадь смятия, мм 2 ;

l_p— рабочая длина шпонки, мм;

t₁=0,8 мм, h=1,6 мм, b=0,8 мм,l=3,8 мм.

Итак, окружная сила: , Рабочая длина шпонки:мм,

Площадь смятия:мм 2 ,

Отсюда , следовательно шпонка выбрана правильно.

13. Выбор микропереключателя

Микропереключатель– это контактное коммутационное устройство разрывного типа с механическим приводом, характеризующееся релейной зависимостью между управляющим усилиемР и ходом приводного элемента и отличающееся практической независимостью времени коммутации от скорости перемещения приводного элемента, малым массой и объёмом.

Выбран микропереключатель МП7, так как он обладает малыми габаритным размерами, массой. Далее на Рис.6 приведена схема микропереключателя и его технические характеристики.

Рис. 6 Микропереключатель

14. Расчет ограничителя выходного вала

Функция ограничителя выходного вала будет реализована в потенциометре, конструкция которого будет разработана и представлена в качестве сборочного чертежа. Ограничение угла поворота выходного вала будет реализовано механико-электрическим способом исходя из геометрических соображений.

15. Заключение (Расчеты и выводы)

При проектировании привода были проведены расчеты: проектный расчет привода: подбор двигателя, определение общего передаточного отношения, определение оптимального числа ступеней с учетом: критерия минимизации габаритов, критерия быстродействия, критерия максимальной точности; определение модуля, определение геометрических параметров зубчатых колес, входящих в состав привода;проверочный расчет привода: проверочный расчет двигателя, шпонки.

Валы, входящие в состав редуктора, были рассчитаны на изгиб и на жесткость, с целью уменьшения упругого мертвого хода. Выбраны и рассчитаны опоры (подшипники качения) для редуктора.

Были рассчитаны все остальные элементы конструкции: по требованиям технического задания расчет размерной цепи.

Как показали все проведенные в пояснительной записке расчеты, разработанный привод удовлетворяет всем требованием технического задания.

Режимы работы электропривода, динамический момент

Дата добавления: 2015-09-15 ; просмотров: 6567 ; Нарушение авторских прав

Работа электромеханической системы электропривод – исполнительный механизм происходит при взаимодействии различных сил и моментов. Один из моментов создаётся электродвигателем, он приводит систему в движение и называется электромагнитным моментом , другие силы тормозят её (систему) и создают статический момент сопротивления – М . За положительное направление статического момента принимают направление, противоположное моменту двигателя.

Электропривод работает в двух режимах:

1.установившийсяили статическийрежим,это режим при котором скорость приводане изменяется;

2. переходныйили динамический режим, это режим при котором скорость изменяется.

Переходный режим может возникнуть в следующих случаях:

1. при изменении параметров двигателя, например, изменение сопротивления в цепи ротора; изменение числа пар полюсов статора и т.д.;

2. при изменении нагрузки механизма, например изменение подачи насоса, изменение величины сил трения якоря по грунту и т.д.;

3. при изменении параметров судовой сети, например, при уменьшении величины напряжения или частоты тока во время включения электродвигателей большой мощности.

В переходном режиме электропривод переходит от одного установившегося режима к другому, при этом изменяются скорость, момент, и ток электродвигателя.

В установившемся режиме электромагнитный момент равен статическому моменту и противоположен ему по направлению, апривод работает с постоянной скоростью.

В установившемся режиме электромагнитный момент равен статическому моменту и противоположен ему по направлению,

апривод работает с постоянной скоростью

. (3-1)

Но в случаях ускорения или замедления привода возникает инерционный илидинамический момент, который двигатель должен преодолеть. Во время преодоления динамического момента двигатель находится в переходном режиме.

В переходном режиме, к электромагнитному моменту двигателя и статическому моменту добавляется динамический момент , равный

, (3-2)

где: суммарный момент инерции всех элементов привода, приведенный к скорости вращения вала двигателя

– угловая скорость; – угловое ускорение.

Появление динамического момента объясняется действием сил инерции всех частей электропривода и исполнительного механизма.

Например, в электроприводе лебедки динамический момент появляется вследствие инерции якоря или ротора электродвигателя, шестерней редуктора, барабана лебёдки и т.д..

Динамический момент увеличивает время пуска и остановки электропривода, а так же время достижения установившейся скорости.

Для уменьшениядинамического момента в двигателях специального исполнения уменьшают диаметр ротора и одновременно увеличивают длину ротора, с целью сохранения мощности двигателя. Такие двигатели применяют в электроприводах грузоподъемных механизмов. Их применение позволяет сократить время пуска и остановки электропривода, а значит, повысить производительность грузовых лебедок и кранов.

Серии таких электродвигателей называются крановыми (название произошло от грузового крана).321cп24.01.13

Статический и динамический моменты

Механическая часть ЭП – ротор (якорь) ЭД, элементы механической передачи (редуктор); ИО рабочей машины.

Движение механической части ЭП подчиняется законом механики. Рассмотрим простейшую схему ЭП:

ЭД вращает точильный круг, находящийся на валу.

М – момент на валу ЭД (вращающий);

М_с – момент сопротивления ИО (создается за счет срезания слоя металла с затачиваемого инструмента) – статический момент.

Статические моменты бывают:

Активный М_с – действует всегда в одном направлении независимо от того, находится ли система в покое или движется в ту или иную сторону.

Например: момент висящего груза (см. рисунок 2.2).

Реактивный М_с – действует только при движении и направлен всегда против движения (см. рисунок 2.3).

Например: момент, создаваемый силами трения, обусловленный резаньем металла.

Чтобы ЭП вращался момент двигателя М должен преодолевать статический момент М_с. Если М≠М_с, то возникает динамический момент :

, где – угловое ускорение.

J = m?r 2 [кг?м 2 ] – момент инерции всех вращающихся масс (m – масса тела, r – радиус инерции); J характеризует инертность привода.

Иногда в справочниках указывается не момент инерции J, а маховый момент (M_м) – произведение веса тела на диаметр инерции:

, если GD 2 в [кг?м 2 ],

, если GD 2 в [Н?м 2 ]

2.2 Уравнение движения электропривода

1) M>М_с, тогда (+), → (+), → ускорение ЭП (скорость ω ↑)

2) M=М_с, тогда =0, → ω=const (частный случай ω=0), → ЭП вращается с постоянной скоростью;

3) M механическими характеристиками производственного механизма (рисунок 2.5) :

1 – M_c = const (брус на барабане)

2 – M_c

ω (генератор постоянного тока с независимым возбуждением, работающий на R=const)

ω 2 (вентиляторы, компрессоры)

Зависимости ω=f(M_c), n=f(M_c) – называются механическими характеристиками ЭД (рисунок 2.6) .

1 – Синхронный двигатель;

2 – ЭД постоянного тока независимого возбуждения;

3 – ЭД постоянного тока последовательного возбуждения;

4 – Асинхронный двигатель;

Если графики 2.5 и 2.6 совместить, то получим точку установившегося режима.

В точке А (рисунок 2.7) М_с=М, значит это точка установившейся работы (со скоростью ω_уст)

2.4 Жесткость характеристики

1 – абсолютно жесткая (СД)

2 – жесткая (ДПТ НВ, АД)

3 – мягкая (ДПТ ПВ, АД с добавочным сопротивлением в цепи ротора)

4 – абсолютно мягкая (груз на валу)

2.5 Приведение статических моментов и моментов инерции

Элементы механической части ЭП связаны между собой и оказывают друг на друга воздействие.

Приведение –пересчет входящих в уравнение движения сил, моментов, масс, моментов инерции к элементу, движение которого рассматривается (чаще к валу ЭД).

Для расчетов реальную систему (ЭД, редуктор, барабан, груз – см. рисунки 2.10, 2.12, 2.13) приводят в простейшую (см. рисунок 2.9, 2.11).

ПИМ – приведенный исполнительный механизм.

1) при данной скорости вращения ЭД мощность, требуемая ПИМ должна быть равна мощности реальной системы;

2) при данной скорости ЭД запас кинетической энергии ПИМ должен быть равен реальной системы.

I. Приведение М_с:

1. Вращательное движение ИМ.

– формула приведения момента сопротивления

2. Поступательное движение ИМ.

Р₂=mgv – мощность, требующаяся для подъема груза

С учетом потерь:

Приведенный момент сопротивления

, где – радиус приведения

3. Двигатель через редуктор вращает барабан и поднимает груз.

где – радиус приведения

4. Спуск тяжелых грузов.

Опускание происходит за счет веса груза. Чтобы скорость была постоянной, ЭД должен развивать тормозящий момент. Энергия передается от груза к валу двигателя (т.е. наоборот), → ЭД развивает меньший момент.

МЕХАНИКА ПРИВОДА СТАТИЧЕСКИЙ И ДИНАМИЧЕСКИЙ РЕЖИМЫ. ОСНОВНОЕ УРАВНЕНИЕ ДВИЖЕНИЯ

Двигатель, сообщающий движение рабочей машине, должен преодолевать момент сопротивления последней При неизменной скорости вращения (при условии, что GD2 не зависит от угла поворота) двигатель преодолевает только статические моменты Такой режим работы двигателя называется установившимся, или статическим. При установившемся режиме для вращатель­ного движения в любое мгновение времени момент М, развивае­мый двигателем, равен моменту статического сопротивления Мс механизма (в случае, когда двигатель непосредственно приводит рабочий орган машины, например привод валков блюминга): М = Ме.

Если скорость вращения двигателя меняется при преодоле­нии момента сопротивления, то двигателю, кроме статического момента сопротивления, необходимо преодолевать также и дина­мические моменты, создаваемые движущимися с переменной скоростью массами системы привода Такой режим работы дви­гателя называется переходным, или динамическим Другими словами, переходным режимом электропривода называется режим работы во время перехода от одного установившегося состояния к другому, когда в электродвигателе происходит изменение скорости вращения, тока и момента

При переходном режиме уравнение равновесия моментов дополняется инерционным, или динамическим моментом

Динамический момент обусловлен изменением запаса кине­тической энергии движущихся масс привода Для приводов, у которых момент инерции не зависит от угла поворота,

где ‘J — момент инерции вращающихся масс относительно оси вращения, кг м2;

© — угловая скорость вращения, рад/с

Основное уравнение движения (1.1) может быть записано в виде M = + (13)

Очень часто в электроприводе для характеристики инерции вращающихся масс вместо момента инерции J пользуются махо­вым моментом GD2 (кгс м2), значение которого для двигателей приводится в каталогах. Связь между этими величинами уста­навливается при определении момента инерции вращающихся масс относительно оси вращения:

J — тр2 = кг-м2, (14)

где т — величина действительной массы вращающегося тела кг;

р (D) — радиус (диаметр) инерции, приведенный к действи­тельной массе тела, м.

Численные значения mD2 в кг-м2 и GD2 в кгс-м2 равны между собой, поэтому

Динамический момент с учетом того, что скорость вращения в прокатном производстве принято выражать через п, об/мин, dn об/мин,

а ускорение через—-—, определяют по формуле.

АЛ і d® _ GD2 31 dn GD2 dn n

Получаем еще один вид записи основного уравнения движения уравнение механического равновесия)

Уравнение движения удобно представить в'»‘виде динамиче­ского момента, равного разности движущего момента и момента сопротивления:

GD2 dn Т da> ‘ /т оч

Мс dn/dt > О и привод ускоряется (двигательный режим); при М

• ПРИВЕДЕНИЕ МОМЕНТОВ СТАТИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ К ОДНОЙ ОСИ
• АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД В ПРОКАТНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
• Рекомендации по выбору бизнеса
• Строительное оборудование МСД
• Тепловые насосы

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД В ПРОКАТНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

ЧАСТОТНЫЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА

■Ч- В случае подачи на вход разомкнутой одноконтурной системы гармониче­ского колебания синусоидального типа с угловой частотой ш (для удобства сину­соидальную функцию, изображаемую на комплексной плоскости вектором, за­меняют показательной функцией с …

ОСОБЕННОСТИ ПЕРЕХОДНЫХ РЕЖИМОВ

В замкнутых системах автоматического управления под дей­ствием различных возмущений возникает переходный процесс, характеризующий переход системы из одного установившегося состояния к другому. Характер переходного процесса зависит от свойств и характеристик системы, …

ТИРИСТОРНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЧАСТОТЫ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Электромашинные преобразователи частоты включают вра­щающиеся электрические машины, имеют механический метод управления частотой, громоздки в своем исполнении. Развитие силовой полупроводниковой техники привело к созданию регули­руемых электроприводов переменного тока, получающих питание от …

Продажа шагающий экскаватор 20/90

Цена договорная
Используются в горнодобывающей промышленности при добыче полезных ископаемых (уголь, сланцы, руды черных и
цветных металлов, золото, сырье для химической промышленности, огнеупоров и др.) открытым способом. Их назначение – вскрышные работы с укладкой породы в выработанное пространство или на борт карьера. Экскаваторы способны
перемещать горную массу на большие расстояния. При разработке пород повышенной прочности требуется частичное или
сплошное рыхление взрыванием.
Вместимость ковша, м3 20
Длина стрелы, м 90
Угол наклона стрелы, град 32
Концевая нагрузка (max.) тс 63
Продолжительность рабочего цикла (грунт первой категории), с 60
Высота выгрузки, м 38,5
Глубина копания, м 42,5
Радиус выгрузки, м 83
Просвет под задней частью платформы, м 1,61
Диаметр опорной базы, м 14,5
Удельное давление на грунт при работе и передвижении, МПа 0,105/0,24
Размеры башмака (длина и ширина), м 13 х 2,5
Рабочая масса, т 1690
Мощность механизма подъема, кВт 2х1120
Мощность механизма поворота, кВт 4х250
Мощность механизма тяги, кВт 2х1120
Мощность механизма хода, кВт 2х400
Мощность сетевого двигателя, кВ 2х1600
Напряжение питающей сети, кВ 6
Более детальную информацию можете получить по телефону (063)0416788