3. Отключение электрических цепей

Уравнения движения электропривода (1)...(4) могут быть записаны для вала электродвигателя, оси движения исполнительного механизма (ИМ) или для любой промежуточной оси передаточного устройства. Все моменты или силы, входящие в одно уравнение, должны быть вычислены или пересчитаны (приведены) к одному движению.

Приведение статических условий и моментов производится на основании уравнения баланса мощности в элементах электропривода и исполнительном механизме. При этом должны быть учтены направления потока энергии и (с помощью КПД) потери энергии в передаточных устройствах.

Если поток энергии идет от двигателя к ИМ, т.е. электропривод работает в двигательном режиме и потери энергии в передаточных устройствах покрываются за счет мощности Pg, развиваемой двигателем, то уравнение баланса мощности имеет вид:

, (6)

где – мощность, поступающая к ИМ;

–КПД передаточных устройств.

Если поток энергии идет от вала ИМ к двигателю, т.е. электропривод работает в тормозном режиме, и потери в передаточных устройствах покрываются за счет мощности, поступающей от ИМ, то уравнение баланса мощности имеет вид:

. (7)

Рассмотрим теперь применение исходных уравнений баланса мощности (6) и (7) для конкретных задач при различном характере движения ИМ.

3.1. Исполнительный механизм с вращательным движением

Так как, а, где и – статические моменты сопротивления на валах двигателя и механизма; и - соответственно, скорости двигателя и механизма, то при двигательном режиме работы электропривода на основании уравнения (6) величина момента сопротивления, приведенного к валу двигателя,

, (8)

где - передаточное число редуктора.

При генераторном (тормозном) режиме работы електропривода, на основании уравнения (7), получим

. (9)

Если приведение моментов сопротивления ведется к валу ИМ, то на основании тех же исходных соотношений получим:

- для двигательного режима работы электропривода

; (10)

- для генераторного режима работы электропривода

. (11)

3.2. Исполнительный механизм с поступательным движением

В этом случае , а мощность на ИМ, где- статическая сила сопротивления поступательному движению на оси ИМ;- скорость этого поступательного движения.

При двигательном режиме работы электропривода приведенный к валу двигателя статический момент, на основании уравнения (6),

, (12)

А так называемая приведенная к оси ИM сила

. (13)

При генераторном режиме работы электропривода на основании уравнения (7) получим соответственно:

; (14)

. (15)

3.3. Передаточное устройство с кривошипно-шатунной передачей

Многие производственные механизмы (подъемно-качающиеся столы, гильотинные ножницы, насосы и др.) имеют кривошипно-шатунную передачу движения рабочему органу ИМ (Рис.1).

Уравнение баланса мощности для кривошипно-шатунного механизма без учета потерь в нем можно записать следующим образом:

, (16)

где – моментсопротивления на валу кривошипа, вращающегося со скоростью ;

–сила сопротивления, действующая по оси движения ползуна, центр массы которого (точка В) движется со скоростью ;

- линейная скорость кривошипа в точке А, в которой действует тангенциальное усилие .

Из уравнения (16) следует, учитывая, что ,

; (17)

. (18)

Скорость ползуна . Для определения закона ее изменения необходимо выполнить разложение данной силы сопротивлениятак, как это показано на рисунке 1, перенося составляющуюпо шатуну в точку А.

После выполнения определяем, что откуда:

(19)

Таким образом, из выражений (17) и (19) следует, что

(20)

При можно принимать при расчетах .

Рис. 1. Кривошипно-шатунная передача движения рабочего органа