Критерием приведения моментов к валу двигателя является энергетический. баланс механической части электропривода. Статические и динамические момен


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.
29


5.
ПРИВЕДЕНИЕ СТАТИЧЕСКИХ МОМЕНТОВ

И МОМЕНТОВ

ИНЕРЦИИ К ВАЛУ ДВИГАТЕЛЯ

При составлении расчетной схемы механической части электропривода

мо-
менты с
опротивления движению РО (статические моменты)
и моменты инерции
приводятся к валу двигателя.

Критерием
приведения моментов к валу двигателя является энергетический
баланс меха
нической части электропривода.
Статические и динамические момен-
ты на валу рабочей м
ашины приведены в таблице 2.1.
Выбран редуктор с переда-
точным числом
i
Р

и
коэффициентом полезного дей
ствия
η
Р.


Статические моменты

рабочей машины, приведенные к валу двигателя, без
учета потерь в редукторе (
η
Р

 1), рассчитываются по формуле


РС
=

РОСТ

Р

(5.1
)

Статические моменты на валу с учетом потерь в редукторе (

Р

< 1) рассчиты-
вают в зависимости
от режима работы электропривода.

Статический момент на валу в двигательном режиме


ВС
=

РС

Р

(5.2
)

При работе электропривода в тормозных режимах потери в редукторе вызы-
вают уменьшение нагрузки двигателя, при этом моменты на валу определяют по
формуле


ВС
=

РС


Р

(5.3
)

Результаты расчета вводятся в таблицу 5.1.

В проекте допускается рассчитывать приведенные моменты к валу двигателя
приближенно, принимая в расчетах номинальное значение коэффициента полез-
ного действия редуктора

Р
, указываемое в каталог
ах и справочниках по редукто-
рам

1

. Более точные результаты расчетов могут быть получены при использова-
нии метода разделения потерь в передаче

7

.

При уточненных расчетах установившихся и переходных режимов работы
электропривода необходимо также учитыват
ь

момент потерь холостого хода
(мо-
мент постоянных потерь) двигателя


х
.

В двигательном режиме работы двигателя статический момент увеличивается
на величину

момента потерь холостого хода
(


х

покрывается за счет электро-
магнитного момента двигателя)


С
=

ВС
+


Х

(5.4
)

П
ри работе двигателя в тормозном

режиме
статический момент уменьшается
на величин
у момента потерь холостого хода

(


х

покрывается за счет статиче-
ского момента рабочего органа)



Таким образом, приведенные
статические моменты системы электропривод


рабочая машина рассч
итывают для каждого участка с
учето
м режима работы
электропривода.
При этом в статическом моменте учитываются не только силы
30


сопротивления
движению в рабочей машине, но также и потери

в редукт
оре, и
механические потери в двигателе.

Суммарный приведенный к валу

двигателя
момент
инерции

системы может
быть рассчитан по соотношению


=


Д
+

ПР

(5.5
)

где
J
д



мом
ент инерции ротора двигателя;






коэффициент, учитывающий моме
нт инерции оста
льных элементов
элек-
тропривода: муфт, тормозного шкива, редуктора и др.;




ПР
=

РО

Р
2




приведенный к валу двигателя суммарный момент инерции
движущихся исполнительных органов рабочей машины и связанных с ними дви-
жущихся масс (грузов, заготовок и
т.п.).

В проекте допускается рассчитывать момент инерции передачи приближенно,
принимая в формуле (5.5) коэффициент




1
,
3…1,5
.

При необходимости (по указанию руководителя проекта)
учета влияния
упругостей

в механизме в каждом варианте задания указана кру
тильная жест-
кость
С
k
, отнесенная к рабочему валу, либо линейная жесткость
С
л

механизма, от-
несенная к поступательно движущемуся исполнительному органу.

Приведенную к валу двигателя жесткость упругой механической связи
С
пр

определяют через значение
крутильно
й жесткости

рабочего вала (упругой муф-
ты) по формуле:

ܥ
ПР
=
ܥ


Р
2


(5.6
)

через значение
линейной жесткости



по формуле:

ܥ
П
Р
=
ܥ
Л

ܦ
2
4

Р
2

(5.7
)

Установивш
ая
ся скорост
ь
двигателя


С
=
2

0
ܦ


Р

(5.8
)

Динамический момент


дин
=


2

ДОП


Р
ܦ

(5.9
)

Момент
ы

двигателя

М
доп
.
уск
,

допускаемы
е

по ускорению
,
при которых об
ес
пе-
чивается возможность
работы
электропривода с заданным
или
допустимым уско-
рением

при
разгон
е


П
=

С
+

ДИН

(5.10
)

и
при торможении


П
=

С


ДИН

(5.11
)

Если момент
М
доп
.
уск

больше максимального
допустимого момента двигателя,
то ускорение приходится снижать, что повлечет за собой уменьшение производи-
тельности рабочей машины, или выбирать двигатель большей мощности, обеспе-
чивающий требуемое ускорение электропривода.

Примеры рас
чета приведены в 5,

13].

31


Разделом 5
проекта заканчивается подготовка данных к дальн
ейшим расчетам
электропривода.
Для каждого участка работы электропривода
в
таблицу 5.1

вно-
сятся параметры расчетной схемы
механической части

электропривода
.


Таблица
5.1



Приведение статических моментов и моментов инерции к валу
двигателя


Пример
5.1

Приведение статических моментов и моментов инерции к ва-
лу двигателя

Участок
движения

Рабочий ход

Обратный ход

Расчетные данные

Обо-
зна-
чение

пуск

уст.

ре-
жим

тор-
мо-
жение

пуск

уст.
режим

тор-
мо
же-
ние

1

2

3

4

5

6

7

8

По данным таблицы 2.1

Скорость
рабочего
органа
,
м/c

ν
ро


0,5




0,75


Момент статический

рабочего органа
, Н·м

М
рост

2106,6



35,3

Момент инерции
рабочего
органа
, кгм
2

J
рост

174

120

Приведение к валу двигателя

(
i
Р
=
24,9
,

η
Р

=
0,88

)

Скорость двигателя, рад/с


с


83




124,5


Момент
статический, Нм:










без учета потерь в передаче

М
пр

84,6


1,42



с учетом
потерь

М
вс

96,1

96,1

74,45


1,61


1,61


1,25



с учетом потерь
холостого
хода

двигателя

М
с

108,5

108,5

62


14


14

11,15

Приведенный момент

инерции,
кгм
2

J
пр

0,28

0,194

Момент инерции

электропривода, кгм
2

J

0,64

0,54

Динамический момент, Нм

М
дин

106,2




106,2


86,9



86,9

Момент двигателя, допуска-
емый по ускорению, Нм

М
доп

214,7

108,5

2,3


103,6


1,61

75,6

Данные предварительного расчета

Момент двигателя средний
на
участке, Нм

М
ср
,

214,7

108,5

2,3


103,6


1,61

75,6

Время работы, с

t
в

0,5

9,5

0,5

0,75

5,92

0,75

Угол
поворота вала

двигателя, рад


в

20,75

788,5

20,75


46,7


736,6


46,7

32


Статические моменты и моменты инерции РО приведены в таблице
2.1

и
продублированы в таблице
5.1
. Выбран
редуктор с передаточным числом
j
P

= 24,9

и коэффициентом полезного действия η
P

= 0,88
.


Установившаяся скорость двигателя

.

Статические моменты

рабочей машины, приведенные к валу двигателя, без
учета потерь в редукторе
(
η
P

= 1)
, при движении с заготовкой:

,

при движении без заготовки:



Статические моменты на валу с учетом пот
ерь в редукторе (η
P

=
0,88
)

в двигательных режимах:



В тормозных режимах:



Для расчета статического момента двигателя М
с
М
вс
±ΔМ
х

,

приведенного к
его электромагнитному моменту, можно приближенно оценить
потери мо-
мента холостого хода ΔМ
х

через потери мощности в номинальном режиме

ΔМ
х

 ΔР
н
/
(
3
ω
н
)



для асинхронного двигателя,

ΔМ
х

 ΔР
н
/
(
2
ω
н
)



для двигателя постоянного тока.

Для выбранного двигателя
4
MTF
(
H
)160
L
6

(
см. таблицу
3.1)


В двигательных режимах




В тормозных режимах:




Приведенный к валу

двигателя момент инерции РО при движении:



с заготовкой




без заготовки


Момент инерции

электропривода



33



Динамический момент при движении с
заготовкой:


при движении без заготовки:

.

Пусковой и тормозной моменты при движении с заготовкой с допустимым
ускорением:



Пусковой и тормозной
моменты при движении без заготовки с допустимым
ускорением:



Для каждого из участков все значения приведены в таблице
5.1.


Приложенные файлы

  • pdf 3243515
    Размер файла: 471 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий