Механическая часть силового канала электропривода
Цель работы: рассчитать усилия и моменты, действующие в различных частях электропривода; привести инерционные массы и моменты сопротивления к валу электродвигателя; определить необходимое передаточное отношение редуктора.
Задача № 1
Исходные данные. Привод стола продольно-строгального станка приводится в движение двигателем постоянного тока параллельного возбуждения.
Кинематическая схема привода представлена на рис. 1.
Рис. 1.
Технические данные станка и номера вариантов приведены в табл. 1 и табл. 2.
Таблица 1.
Таблица 2.
Требуется:
1) найти приведенный к валу двигателя момент инерции системы;
2) рассчитать развиваемый двигателем момент при прямом ходе стола;
3) определить величину тормозного момента двигателя, необходимого для остановки станка в течение 0,8 секунды.
Методические указания. 1. Приведенный к валу двигателя суммарный момент инерции системы электропривода, кг·м2:
где 
моменты инерции двигателя и других элементов (муфты, шестерни и т. п.), кг·м2; ωдв, ω1 …ω n – угловые скорости двигателя и других вращающихся частей привода, с–1; i 1… in – значения передаточных отношений соответствующей ступени механической передачи.
2. Усилие, преодолеваемое электроприводом при перемещении поступательно скользящего тела по плоскости, Н:
где Fz – составляющая действующего на тело внешнего усилия, направленная против его движения (например, усилие резания в станках), Н.
Усилие трения F m при скольжении тела по горизонтальной поверхности определяется по формуле, Н:
где µ – коэффициент трения скольжения тела по поверхности; m т – суммарная масса перемещаемого тела, кг; g = 9,81 м/с2 – ускорение свободного падения; Fy ≈ (0,3 ¸ 0,5) Fz – вертикальная составляющая внешнего усилия, действующая согласно с силой тяжести тела, Н.
|
|
Статический момент рабочего органа с учетом потерь в механизме, Н·м:
где D – диаметр колеса (барабана, звездочки, шкива и др.), находящегося на выходном валу редуктора и преобразующего вращение вала в поступательное движение рабочего органа, м.; η – КПД механизма.
КПД одной ступени зубчатой цилиндрической передачи составляет 0,96–0,99.
Приведенный к валу двигателя статический момент сопротивления, Н·м:
3. Значения тормозного момента необходимо определить из уравнения движения привода, полагая, что движение привода равномерно замедленное.
Уравнение движения привода в общем случае:
(1.1)
где M – вращающий момент, развиваемый двигателем; M с– момент сопротивления на валу двигателя; J пр– приведенный момент инерции системы электропривода; 
– отношение, показывающее изменение скорости двигателя во времени.
При торможении уравнение движения привода (1.1) запишется следующим образом:
(1.2)
Момент, развиваемый двигателем, в данном случае является тормозным и имеет отрицательный знак, поскольку направлен против движения. Момент сопротивления реактивный и также имеет отрицательный знак.
Приняв M = const, M с= const и J пр= const, получим выражение для определения тормозного момента из уравнения (1.2):
При определении тормозного момента следует учитывать, что скорость привода меняется со скорости номинальной до скорости нулевой (остановка), т. е.
|
|
ω1 = ωн , ω2= 0.
Электрическая часть силового канала электропривода
Цель работы: определить параметры преобразователей энергии для обеспечения заданного режима работы электропривода, рассчитать механические характеристики систем электропривода преобразователь-двигатель.
Задача № 2
Исходные данные. Для привода производственного механизма используется электропривод, выполненный по схеме «преобразователь частоты – асинхронный двигатель». Технические данные асинхронных двигателей представлены в табл. 3.
Таблица 3
Законы частотного управления представлены в табл. 4.
Таблица 4 
