1. Поясніть, які моменти (сили) діють в електроприводах

Момент навантаження на валу робочої машини, або так званий момент опору руху (2.5), створюється різноманітними силами, що мають різну фізичну природу. Умовно їх можна вважати або корисними або шкідливими опорами.

Корисними силами опору руху вважаються ті сили, для подолання яких призначена саме ця робоча машина. Наприклад, це зусилля різання в металорізальних верстатах, сили деформації при формоутворенні, сила ваги вантажу в різноманітних підйомних механізмах.

Шкідливі сили опору руху обумовлені різноманітними видами втрат, що виникають при русі. В основному це втрати, створені силами тертя (у підшипниках, зубчатих колесах у редукторі, у направляючих верстата, тощо). Корисні і шкідливі сили залежать від конструкції робочої машини й особливостей технологічного процесу.

І корисні і шкідливі сили опору створюють моменти статичного опору (Мс) руху на осі робочої машини. Ці моменти опору класифікуються за характером сил опору або за конструкцією робочої машини й особливостями технологічного процесу. За характером всі моменти статичного опору поділяються на дві групи: реактивні та активні моменти.

Реактивні моменти опору – це моменти, що утворені силами тертя, силами різання, шліфування, або силами пластичної деформації-ковки, штампування, обжимання, витягування. Ці моменти опору створюються силами реакції (звідси назва) при взаємодії матеріальних тіл і завжди спрямовані проти напряму руху. При зміні знака напряму руху знак моменту опору також змінюється. При швидкості, що дорівнює нулеві, реактивний момент також дорівнює нулеві.

Активні моменти опору – це моменти, утворювані силою ваги або силами пружних деформацій (стиск, скручування, розтяг), силою вітру. Характерними прикладами моментів активного характеру є моменти опору, що виникають при деформації пружини, або при підйомі вантажу. Моменти опору активного характеру називаються також потенційними, тому що їх дія пов’язана із зміною потенційної енергії механізму. Активні моменти опору можуть співпадати з напрямом руху або діяти проти, тобто можуть бути позитивними або негативними. При зміні напрямку руху знак активного моменту не змінюється.

Моменти навантаження також можуть бути періодичними і залежати від кута повороту механізму, або бути випадковими у часі. Періодичні моменти, що залежать від кута повороту механізму характерні для поршневих, кривошипно-шатунних механізмів та для промислових роботів і маніпуляторів.

2.(6,2) Запишіть основне рівняння руху для обертального і поступального руху приводу

При поступальному русі рушійна сила F завжди зрівноважується силою опору машини Fс і інерційною силою т dv/dt, яка виникає при зміні швидкості. Якщо маса вимірюється в [кг], швидкість в [м/с], то сила інерції в [Н] =[кг м/с²]. Отже рівняння рівноваги сил при поступальному русі має вигляд

F– Fс=m dv/dt

Аналогічно рівняння рівноваги моментів для обертового руху (рівняння руху електроприводу) має вигляд

М–Мс =Jdω/dt

тобто обертовий момент двигуна М зрівноважується моментом опору на його валу Мс і інерційним або динамічним моментом Jdω/dt =М_дин.