Приведение моментов инерции и масс к валу электродвигателя

П риведение моментов инерции от одной оси вращения к другой основаны на том, что суммарный запас кинетических энергий всех движущихся элементов отнесенных к одной оси остается неизменным.

Кинетическая энергия при вращении:

,где

- приведенный момент инерции

(**)

(**) – все элементы движутся с разными скоростями.

Если часть элементов системы вращается с одинаковыми скоростями, то их объединяют в группы. Т.о. для нашего рисунка (пренебрегая моментами валов и учитываем только передачу и электродвигатель и ПМ):

Если ПМ осуществляет поступательное перемещение, то:

, где

- масса производственного механизма.

Если двигатель имеет поступательное движение:

Таким образом определяется приведенная масса.

- скорость двигателя;

- приведенная масса.

Определение времени переходных процессов в эмс

Определение времени переходных процессов можно определить путем интегрирования уравнения движения:

Время разгона от нулевой скорости до номинальной частоты:

.

Эмс переменного тока

В таких системах используют два типа двигателей:

1. асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором (АД с КЗР)

2. асинхронный двигатель с фазовым ротором

АД с КЗР находят широкое применение, отличаются простотой конструкции и большой долговечностью.

КОНСТРУКЦИЯ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ АД с КЗР

Рисунок - асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

1. статор

2. полюсные наконечники

3. статорные обмотки

4. ротор

5. роторные обмотки

6. подшипники

Ротор имеет конструкцию аналогичную ДПТ, но обмотки ротора образуют замкнутые контуры. На статоре выполнены полюса, расположенные под углом 120 друг к другу.

Если р–число пар полюсов равно 1, то полюсов в двигателе 3.Речь идет о 3-х фазном двигателе.

Если статорные обмотки по схеме звезда или по схеме треугольник подключить к 3-х фазному переменному напряжению, то в магнитной системе двигателя образуется вращающееся магнитное поле.

Магнитное поле статора образуется суммированием магнитных полей, создаваемых тремя полюсами. Так как токи в обмотках изменяются по синусойдам, которые сдвинуты друг от друга на 120 , то максимум напряженности суммарного магнитного поля всегда находится возле полюса, ток в котором в данный момент максимальный и перемещается от полюса к полюсу. Это явление называется вращающимся магнитным полем.

Условия возникновения вращающегося магнитного поля

Число полюсов двигателя и пространственный угол и расположения должны соответствовать количеству фаз и фазовому сдвигу питающих напряжений.

Частота вращения магнитного поля статора составляет

f – частота питающей цепи. Т.о. при f=50Гц, р=3

Вращающиеся магнитное поле пересекает витки ротора и в них образуется индукционный ток, который взаимодействуя с вращающимся магнитным полем создает крутящий момент. Если этот момент больше М_с, то ротор начинает вращаться. При этом его частота вращения n₂ всегда меньше n₁. Если n₁= n₂, то вращающиеся магнитное поле не пересекает обмотки ротора, соответственно индуктивный ток равен нулю и момент равен нулю.

Относительную разность частот вращения принято называть скольжением S.

МЕХАНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АД

ОА – рабочий участок;

М_кр – критический момент. Это момент, который может быть приложен к двигателю до его стопорения.

М_с – момент стопорения. Это момент, который развивает двигатель при заторможенном роторе.

М_кр – характеризует нагрузочную способность двигатель.

Если М_с> М_кр происходит “опрокидывание” двигателя – интенсивная остановка.

Участок АВ снять нельзя.

РЕГУЛИРОВАНИЕ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ АД

(1)

(2)

(3)

Из формулы 3 следует, что существует три способа регулирования частоты двигателя: