![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Приведения при вращательном движении механизмаСтр 1 из 3Следующая ⇒
Приведение МС и МСМ при двигательном режиме работы электропривода. В этом случае поток энергии идет от двигателя к механизму (потери в передачах покрываются за счет мощности, забираемой двигателем из электрической сети) и уравнение баланса мощности будет РМ = РД ·η, или уравнение моментов МСМ · ω М = МС · ω · η, где η =η 1 · η 2 - общий КПД передаточного устройства. В зависимости от постановки задачи по уравнению баланса мощности определяются с учетом передаточного числа момент сопротивления, приведенный к валу двигателя
или статический момент, приведенный к валу рабочей машины
Приведение МС и МСМ при тормозном режиме работы электропривода. В этом случае поток энергии направлен из рабочей машины через передаточное устройство и двигатель в сеть при рекуперативном торможении либо в резисторы при других режимах торможения (потери в передачах покрываются за счет мощности, поступающей от рабочей машины). Уравнение баланса мощности в этом случае PД =PM ·η, или уравнение моментов Момент сопротивления, приведенный к валу двигателя, определится, как либо статический момент, приведенный к валу рабочей машины
Приведение моментов инерции. Как было указано выше, для приведения моментов инерции необходимо составить уравнение баланса кинетической энергии в системе. При этом общий запас кинетической энергии эквивалентной системы может быть выражен через момент инерции, приведенный к валу двигателя JПР.Д, или через момент инерции, приведенный к валу вращающегося механизма JПР.М. Уравнение баланса кинетической энергии:
Таким образом, для кинематической схемы по рис. 2.7а при приведении моментов инерции к валу двигателя: откуда приведенный к валу двигателя момент инерции всей системы будет При приведении к валу механизма уравнение баланса кинетической энергии запишется так: откуда определяется момент инерции системы, приведенный к валу рабочей машины:
Составляю кинематическую схему с учетом жесткости:
Рис 3 На рис 3 изображена кинематическая схема с указанием жесткости, где JД – момент инерции двигателя, J1 – момент инерции первой шестерни редуктора, J2 – момент инерции второй шестерни редуктора, J3 – момент инерции третьей шестерни редуктора, J4 – момент инерции четвертой шестерни редуктора, J5 – момент инерции барабана; С1, С2, С3, С4 – жесткости упругих элементов; mг – масса груза.
Система может быть представлена в виде последовательного соединения интегрирующего звена и двух консервативных колебательных звеньев с резонансными частотами Ω 1 и Ω 2. При изменении момента М(р) скачком в системе могут возникать незатухающие колебания с частотами Ω 1 и Ω 2, а в случаях, когда частота возмущающих воздействий совпадает с одной из этих частот, в системе развивается недемпфированный резонанс, при котором амплитуды колебаний теоретически могут возрастать до бесконечности. Реально в системе присутствуют диссипативные силы, которые демпфируют колебания, ограничивая резонансные амплитуды большими, но конечными значениями.
В рассматриваемом примере движущиеся массы соединены 3-мя последовательно соединенными упругими элементами, состоящими из вала ротора двигателя с входным валом редуктора, промежуточного вала редуктора и выходного вала редуктора с валом барабана, а также упругой связью между грузом и двигателем в виде каната. Составляю расчетную схему трехмассовой системы: Рис 4 Нахожу приведенные моменты инерции: Нахожу приведенные жесткости упругих элементов:
Моделирование трехмассовой системы: Рис 5 Скорости моделируемой системы: Рис 6 Моменты моделируемой системы:
Структурная схема дает представление о механической части электропривода в виде трехмассовой системы как об объекте управления. Управляющим воздействием здесь является электромагнитный момент двигателя М, а возмущающим – момент нагрузки Мс. Регулируемыми переменными могут быть скорости w1, w2, w3, а также нагрузки упругих связей М12 и М23. Массы элементов и жесткости элементарных связей между ними в кинематической цепи привода различны. Определяющее влияние на движение системы оказывают наибольшие массы и наименьшие жесткости связей. Исследования кинематики, проведенные с помощью трехмассовой системы, позволяют получить точное значение частоты собственных колебаний всей механической системы, а также скорректировать изменения резонансных частот, чтобы исключить опасные воздействия на человека.
Более детальный анализ свойств упругих механических систем можно провести на основе двухмассовой расчетной схемы. Составляю расчетную схему двухмассовой системы: Рис 8
Структурная схема двухмассовой системы: Рис 9 Скорости моделируемой системы: Рис 10 Момент моделируемой системы: Таким образом, изменение упругого момента во времени имеет колебательный характер с частотой колебаний равной собственной частоте двухмассовой системы. Среднее значение упругого момента при работе с нагрузкой будет равно моменту сопротивления, в то время как мгновенные значения в переходных процессах могут существенно его превышать, создавая дополнительную динамическую нагрузку на двигатель. Помимо этого, негативным влиянием упругих колебаний является то, что они способствуют накоплению усталостных повреждений в элементах механических систем, в результате чего они выходят из строя. При переходе от трехмассовой к двухмассовой упругой системе выявляется только одна частота Ω 12, на которой возможно проявление механического резонанса. Однако если при этом значение Ω 12 оказывается достаточно близким к одной из парциальных частот исходной системы Ω 1 или Ω 2, можно полагать, что двухмассовая система правильно отражает главные особенности механической части электропривода. Движение первой массы при небольших частотах колебаний управляющего воздействия М, определяется суммарным моментом инерции электропривода JΣ , причем механическая часть ведет себя как интегрирующее звено. В частности, при М=const скорость w1 изменяется по линейному закону, на который накладываются колебания, обусловленный упругой связью. Преобразованная двухмассовая структурная схема: Рис 11
Скорости системы: Рис 12 Момент системы: Рис 13
|