Билет №25

Типові елементи (ланки) САК. Передаточні функції і часові характеристики.

2

Побудова вантажної діаграми електроприводу при підйомі та спуску вантажу.

Что бы определить возможные перегрузки двигателя во времени нужно знать, как изменяется момент, и мощность двигателя в течение рабочего цикла, то есть иметь нагрузочную диаграмму электропривода.

Нагрузочными диаграммами называют графические зависимости момента и мощности электропривода (иногда и тока двигателя) от времени.

Рассмотрим построение нагрузочной диаграммы электропривода подъемника (Рис 17.4)

Рис 5.1 Нагрузочная диаграмма электропривода подъемника

Кинематическая схема подъемника обеспечивает уравновешивание противовесом Пр момента оси каната и кабины «К» без груза. Двигатель ДВ через редуктор Ред вращает шкив Ш со скоростью

На Рис. 5.1а приведена диаграмма зависимости скорости ω (t) привода от времени, которая задана производительностью и механическим оборудованием подъемника для одного цикла подъма.

Где:

– время ускорения (от включения лебедки до набора постоянной скорости);

– время подъема с постоянной скоростью;

– время замедления перед остановкой;

– время паузы перед опусканием груза;

– время опускания груза.

При опускании груза суммарный статический момент – совпадает с направлением движения при спуске и на диаграмме меняется его знак.

На Рис. 5.1б диаграмма показывает зависимость от времени суммарного статического момента . Приведенный мрмент состоит из суммы двух моментов и :

Первый момент создаётся грузом , совершающим поступательное движение вверх со скоростью ;

второй момент создаётся трением в редукторе.

+

При подъеме и опускании груза статический момент обычно не одинаковый.

– статический момент создаваемый грузом, это активный момент, всегда действует в одну сторону и направлен вниз.

– статический момент создаваемый редуктором.

В рассматриваемой кинематической схеме присутствует вращательное движение с двумя угловыми скоростями:

– скорость вала двигателя

– скорость вала редуктора

Мощность для вращательного движения:

P=

Мощность поступательного движения – N, передаваемая от двигателя к грузу, поступательно движущемуся со скоростью – .

N =

Момент: = R, R – радиус барабана лебёдки. – сила тяжести (вес груза).

На основе закона сохранения мощности движения при переходе от вращательного к поступательному приведём статические моменты и к скорости вала двигателя .

Приведем статические моменты сопротивления механизмов и к валу двигателя на основе закона сохранения мощности.

1. Мощность вала двигателя, вращающегося со скоростью ,переходит в поступательное движение груза – со скоростью – при к.п.д. передачи поступательного движения . При поступательном движении груза создается , приведенный к валу двигателя

=

2. Приведём статический момент сопротивления , создаваемый выходным валом редуктора, вращающимся со скоростью к скорости вала двигателя

.

Где: – полезная мощность, которую получает от двигателя выходной вал редуктора;

– мощность, которая поступает в редуктор от вала двигателя, вращающегося со скоростью ;

– коэффициент полезного действия редуктора (к.п.д.).

= =

Из выражения () получили () – момент сопротивления, создаваемый выходным валом редуктора, но приведенный к скорости вала двигателя.

В) Далее строим график динамического момента

при ускорении и замедлении подьёмника.

1. Время В начале подъма происходит ускорение от начальных скоростей поступотельного и врашательного движения до постоянной установившейся скорости под действием динамического момента , где ускорение поступательного движения груза.

2. Время . Затем происходит подъем с равномерной скоростью : при Затем замедление перед остановкой – отрицательное ускорение – dυ/dt.

3. Время – время замедления перед остановкой – отрицательное ускорение – dυ/dt.

4. Время = 0.

5. Время - ускорение при спуске груза +

Где – приведенный к валу двигателя суммарный момента инерции движущихся масс.

Введем обозначения: – момент инерции двигателя

– момент инерции редуктора шкива лебедки

– момент инерции груза.

Значение - берут из Каталога для двигателя ориентировочной мощности (Р ≈1.2G )и скорости ротора

Привидения моментов инерции - вращающихся редуктора и шкива лебедки и поступательно движущихся масс производится на основе закона сохранения кинетической энергии:

17.5’

из 17,5’ найдем

из g - ускорение (9,8 м/с) найдём

Подставим значения и в уравнение для и получим

где: G - сила тяжести, вес груза , g= 9,8 м/с

В расчетах электроприводов часто используют не момент инерции массы m с радиусом , а маховый момент:

, вес

где D приведенный диаметр инерции [метр]

Время - нет ускорения, ;

- идет замедление , - отрицательный;

- пауза ;

- ускорение ;

Алгебраическая сумма статического и динамического моментов времени даёт момент , который должен развивать двигатель. Из графика видно каким должен быть пусковой и максимальный (перегрузочный) моменты. В нашем случае пусковой момент является максимальным.

Диаграмма мощностей двигателя получена перемножением момента двигателя на его скорость:

На этом примере приведено построение нагрузочных диаграмм электродвигателя, момент и мощность которого изменяются в процессе цикла подъёма груза. Нагрузочные диаграммы электроприводов имеют разнообразный вид. По ним определяют номинальную мощность выбираемого двигателя для электропривода и сравнивают его пусковой и максимальный моменты с (заданными) или рассчитанными по диаграмме

3

Вимоги морських нормативних документів до конструкції суднового електрообладнання. Класифікація електрообладнання в залежності від кліматичних районів плавання і ступеня захисту.