Введення
Функціональна схема автоматизованого електроприводу наведена на малюнку 1.
Позначення:
ІВ - виконавчий орган робочої машини, тобто та частина машини, яка здійснює технологічний процес.
Д - електродвигун.
МП - механічна передача. Функції передачі:
1) Узгодження швидкостей руху: зниження (редуктор) або підвищення (мультиплікатор) швидкості обертання виконавчого органу.
2) Зміна характеру руху, наприклад перетворення обертального руху в, поступальний або в зворотно-поступальний.
) Розгалуження потоку енергії, коли від одного двигуна отримують рух кілька ІО
) Управління рухом ІО
Завдання управління:
а) Пуск і зупинка ІО при безперервно обертовим двигуні;
б) Зміна швидкості ІО при постійній швидкості двигуна.
Розвиток електроприводу пов'язано зі спрощенням механічної передачі, при цьому її функції, насамперед функція управління, перекладається на електричну частину. Тому в структурі електроприводу з'являється між двигуном і живильної частиною П - перетворювач параметрів електричної енергії (керований випрямляч або перетворювач частоти);
СУ - система управління, яка отримує інформацію про фактичний рух ІО і впливає на двигун або перетворювач, якщо цей рух відрізняється від необхідного.
Електропривод - електромеханічна система, що складається з рухового, перетворювального, передавального і керуючого пристроїв і призначена для приведення в рух виконавчого органу робочої машини і для управління його рухом.
1. Механіка приводу
Розрахункова схема електроприводу
обертових частин двигуна (ротор або якір), механічна передача і виконавчий орган утворюють механічну частину електроприводу. Обертальний або поступальний рух кожного елемента механічної частини описується рівнянням:
,
,
де: і - відповідно сумі сил або моментів, що діють на елемент; m і - маса або момент інерції елемента; і - його лінійна або кутова швидкість руху. Для опису руху всієї механічної частини до рівнянь руху всіх елементів необхідно додати рівняння зв'язку. Наприклад, для обертової пари шестерень редуктора рівняння зв'язку можуть бути отримані з того факту, що в точці зачеплення шестерень сили, що діють на зуби і лінійні швидкості однакові. У результаті виходить складна і громіздка система рівнянь, вирішувати яку важко.
Для вирішення завдань електроприводу не вимагається детального опису руху всіх елементів механічної частини. Тому можуть бути використані різні розрахункові схеми механічної частини, що дозволяють істотно спростити математичний опис системи та вирішення рівнянь.
Найпростішою розрахунковою схемою є одномасова розрахункова схема на рис.
У цій схемі всі рухомі частини реального механізму замінюються однією масою, що рухається зі швидкістю, яку можна вибирати довільно залежно від розв'язуваної задачі. У більшості випадків зручно вважати її обертається з швидкістю двигуна. У цьому випадку ця маса характеризується еквівалентним моментом інерції J. На обертову масу з одного боку діє обертової момент двигуна Мд, а з іншого - протидіючий момент, що виникає при русі виконавчого органу та переданий через МП на вал двигуна, званий моментом опору Мс. У більшості випадків момент інерції можна вважати постійним, тоді рух системи визначається рівнянням:
Приведення протидіючих моментів і сил до валу двигуна
При відсутності втрат у передачі потужність на вході ІО і на валу двигуна однакові. Звідси:
Звідси.
У руховому вирішенні втрати в передачі покриваються за рахунок двигуна, тому
,
де - передавальне число редуктора,
- ккд передачі.
У гальмівних режимах потік енергії зворотний, тому
Приведення рухомих мас і моментів інерції до валу двигуна.
Виробляється з умови, що запас кінематичної енергії реального механізму і розрахункової моделі однаковий. Тоді:
,
де,,, - моменти інерції, маси і швидкості елементів механічної частини приводу.
Звідси знаходимо:
,
- приведений до валу двигуна момент інерції механізму
Механічні характеристики двигунів і механізмів
Механічної характеристикою двигуна називається залежність його швидкості обертання від моменту. Момент опору механізму залежить від багатьох факторів, у тому числі в...
