Моменты и силы, действующие в ЭП

Механическая часть силового канала электропривода

Лекция 3

В состав механической части входят:

1) Подвижная часть электромеханического преобразователя (двигателя);

2) Механический преобразователь;

3) Исполнительный орган производственного механизма ИОПМ.

Как правило, в современных регулируемых электроприводах механический преобразователь отсутствует и при этом двигатель, и производственный механизм имеют общий вал, а скорость вращения двигателя согласуется с требуемой скоростью вращения механизма с помощью электрического преобразователя. При этом вал двигателя и производственного механизма приводится во вращение под действием вращающего момента, создаваемого электродвигателем.

Кроме того, производственный механизм, а также сам электродвигатель создают так называемый статический момент сопротивления, препятствующий этому вращению.

Рассмотрим единичный элемент механической части силового канала ЭП (рисунок 1.4), имеющий одну степень свободы и совершающий в первом случае поступательное движение вдоль одной из осей, а во втором случае вращательное движение. Мерой измерения являются в первом случае масса, во втором случае момент инерции J. При этом движение будет определяться пространственными координатами в первом варианте - , во втором - .

а) б)

Рисунок 1.4 – Единичный элемент механической части силового канала электропривода: а – совершающий поступательное движение; б – совершающий вращательное движение

В первом случае на элемент действуют силы F и Fc. Сила F, способствующая перемещению называется движущей, а сила Fc, препятствующая движению – сила сопротивления.

Если F=Fc, то такой режим называется статическим. При этом . В противном случае, то есть, если FFc – это динамический режим и .

Если F>Fc, то - элемент ускоряется, а если F<Fc, то и соответственно элемент замедляется.

При этом уравнение механического равновесия линейно перемещающегося элемента имеет вид

. (1.1)

Во втором случае, если элемент совершает вращательное движение на него действует способствующий движению момент М, который носит название вращающий момент и момент Мс, препятствующий движению, называемый статический момент сопротивления.

Элемент совершает движение, поворачиваясь на угол . При этом угловая скорость определяется по формуле (1.2), а угловое ускорение – по формуле (1.3).

(1.2)

(1.3)

Если М=Мc, то такой режим называется статическим и при этом . А если ММc, то режим динамический и .

При М>Мc, и ЭП ускоряется, а при М<Мc, – ЭП замедляется.

Следует отметить, что сила и момент, с помощью которых элемент ЭП совершает направленное движение, создаются с помощью электромеханического преобразователя. А сила сопротивления и статический момент сопротивления образуются за счет влияния производственного механизма.