Расчет и построение нагрузочных диаграмм электропривода

Нагрузочная диаграмма электропривода характеризует зависимость вращающего момента, тока или мощности, развиваемой двигателем, от времени. Она является основной характеристикой, описывающей поведение двигателя в заданном технологическом режиме работы механизма. Нагрузочные диаграммы используются для оценки перегрузочной способности электропривода и сопоставления ее с допустимой кратковременной нагрузкой для данного электродвигателя, а также для проверки предварительно выбранного двигателя по нагреву.

Нагрузочная диаграмма электропривода учитывает статические и динамические нагрузки, преодолеваемые электроприводом в течение цикла работы механизма.

Статические нагрузки определяются на основании технологических данных, характеризующих работу того или иного класса производственных механизмов, а динамические нагрузки оцениваются инерционными моментами, которые развиваются электроприводом для обеспечения соответствующих угловых ускорений, обуславливающих заданную производительность.

Для построения нагрузочных диаграмм электропривода кроме характера изменения момента сопротивления производственного механизма необходимо также знать законы протекания переходных процессов в электроприводе. В частном случае при установившемся движении нагрузочная диаграмма исполнительного механизма совпадает с нагрузочной диаграммой электропривода. В общем случае эти нагрузочные диаграммы различны. Изменение нагрузки, включение двигателя в сеть или выключение его, введение сопротивления в цепь двигателя, изменений подводимого напряжения и т.п. заставляяют привод замедляться или ускоряться. В этом случае привод работает в переходном режиме с угловым ускорением . В основе построения нагрузочных диаграмм лежит уравнение движения электропривода

, (3.5)

где – развиваемый двигателем момент, Н·м;

– приведенный момент сопротивления, Н·м;

– приведенный момент инерции, кг·м²;

– угловое ускорение, рад/с².

Нагрузочные диаграммы строятся, как правило, упрощенным методом путем определения суммарного момента или тока (мощности), развиваемых двигателем на отдельных участках движения рабочего механизма. При этом по тахограмме движения определяют значения ускорений на участках разгона и замедления, затем находят значения статических и динамических моментов и, наконец, по уравнению движения определяют суммарный момент двигателя, приведенный к валу двигателя. Типовая методика построения нагрузочных диаграмм изложена в [2, с. 359–370; 5, с. 373–377].

Рассчитанные динамические моменты также строятся в виде графиков . При этом начала координат всех графиков должны находиться на одной вертикали, а масштабы времени выбираются одинаковыми.

При таком построении легко построить общую нагрузочную диаграмму путем графического суммирования моментов. Нужно отметить, что для правильного суммирования при построении нагрузочной диаграммы следует учитывать знаки моментов.