- •1. Статические нагрузки двухконцевых лебёдок
- •2. Методы предварительного выбора двигателей для механизмов опн
- •3. Способы уменьшения механических колебаний
- •4. Выбор зазоров в зубчатых передачах
- •I этап:
- •5. Эл. Механические колебания резонансного типа в редукторных электроприводах.
- •6. Схема безопасного спуска для крановых механизмов с двигателями постоянного тока последовательного возбуждения.
- •7.Требования, предъявляемые к эп экскаваторов. Эп механизма подъёма экскаватора с магнитным усилителем.
- •8. Оптимальная структура экскаваторного электропривода. Режим к.З.
- •9. Автоматизация эп птм циклического действия. Точный останов.
- •Точная остановка эп.
- •10. Динамика автоматизированных электроприводов птм. Определение необходимости регулирования пускового момента.
- •11. Статические нагрузки механизмов центробежного типа. Механический способ регулирования производительности.
- •12. Электрический способ регулирования производительности механизмов центробежного типа.
3. Способы уменьшения механических колебаний
При механических колебаниях, при наличии упругой связи скорость и момент изменяются по следующим законам:
; ;
- где – частота собственных колебаний;
С – приведённая жесткость упругого элемента();
l – длина троса.
1) Из данных формул видно, что уменьшить колебания можно, если уменьшить ξср, то есть, уменьшить Мпуск, т.о. двигатель должен иметь регулируемый Мпуск, т.е. увеличится tпуск и понизится производительность.
2) Раскачивание груза можно предотвратить, если в момент времени со стороны двигателя приложить двойной Мпуск – обратного отклонения не происходит(М12=Мдин) – дальнейшее движение груза происходит с двойным начальным ускорением.
Для реализации этого – двигатель с изменяемым Мпуск с D=2.
3) Уменьшить амплитуду колебаний можно путём формирования определённого закона управления во времени Мдин.
(1)
Уравнения движения двухмассовой системы:
Разделим (2) на J1 ,а (3) на J2, продифференцируем (4) два раза:
(5), и подставим полученные (2) и (3):
(6) (7)
- частота свободных колебаний.
Корни характеристического уравнения: p1,2=±jΩ0
тогда (8)
Значения А и В находим из начальных условий:
(т.к. тело не может мгновенно изменить своё состояние), отсюда В=0
, отсюда
Таким образом уравнение изменения момента примет вид:
(9)
А1, А2 – максимальное отклонение момента от среднего значения.
А1 – постепенное изменение Мдин.
А2 – скачкообразное изменение Мдин.
Мдин = Мдин.макс при ξср =
Чем больше время нарастания момента t1, тем
меньше амплитуда колебаний.
Ограничение темпа нарастания момента и первой производной благоприятно для переходных процессов: ρ=
4. Выбор зазоров в зубчатых передачах
Двухконцевые подъёмные лебёдки, механизмы перемещения, механизмы поворота экскаваторов имеют значительные инерционные массы. Зубчатые передачи таких механизмов нагружаются значительными динамическими нагрузками при разгоне и торможении, а также при определённых условиях. На динамические режимы таких приводов оказывают влияние следующие особенности редукторов:
Наличие зазоров: приведённый зазор к валу двигателя при изношенном зубчатом венце может составлять до 1,5 оборотов вала двигателя.
Неравномерность хода. Это вызвано 2-мя причинами:
— при переходе с зуба на зуб из-за наличия бокового зазора;
— не эвольвентный профиль зуба, вызывающий проскальзывание зубьев и снижающий кпд.
Рассмотрим механизм поворота краны или платформы.
Кинематическая схема:
J1 – момент инерции двигателя, тормоза, редуктора;
С – жесткость выходного вала двигателя;
–приведённый к валу двигателя зазор;
J2 – момент инерции поворотной платформы.
I этап:
В период выбора зазоров механическая связь между J1 и J2 отсутствует, и под действием М происходит разгон масс J1, если М=const, то движение равноускоренное:
(1)
Т.к. основные инерционные массы J2 неподвижны, то выбор зазора оканчивается ударом, т.е. вся кинетическая энергия вращающихся частей J1 превращается в энергию упругих колебаний и частично рассеивается в деформируемых массах J1 и J2. Если совместить начало отсчёта с временем t1 , при котором маховые массы соприкасаются, то система уравнений примет вид:
(2)
(3)
(4)
Пусть М и Мс постоянны. Решаем эту систему относительно М12 , для этого (2)*J2 и (3)*J1, дважды дифферинцируем (4):
(5)
Вычитаем из (2) (3) и в правую часть подставляем (5):
умножим на
Получим
(6)
–среднее ускорение системы.
(7)
Тогда: , где
(8)
Найдём ω1 из уравнения:
;
При наличии диссипативных сил уменьшается амплитуда и частота колебаний. Кривые свидетельствуют о том, что в идеальном случае и при наличии слабого демпфирования выбор зазора сопровождается многократным зазорообразованием(-ω, -М12).
(9)
(10)
На практике при выборе зазоров используют два способа:
Формирование закона во времени задающего сигнала.
В системе Г – Д за счёт инерционности обмотки возбуждения ограничение происходит естественным образом.
В системе ТП – Д:
Введение гибкой ООС по ЭДС в 3-х обмоточном генераторе.
При выборе зазоров iя мал, гибкая связь действует и ограничивает ЭДС в требуемой степени. После выбора зазоров ток якоря растёт за счёт большой присоединяющейся массы . Запирающий потенциал В2 прекращает действие ООС и далее ускорение идёт под действием полного момента.
Замечания:
1) Использование инерционных механизмов с J1/J2=10…20, ограничение момента с помощью жесткой ООС по току не эффективно, т.к. в период выбора зазоров даже при большом ускорении ток якоря мал и ООС действует не эффективно.
2) Процессы при выборе слабин канатов одноконцевых лебёдок аналогичен при выборе зазоров, но в таких малоинерционных механизмах использование систем ограничения момента(с целью уменьшения начального ускорения) даёт эффект, поэтому в ЭП АД с фазным ротором(механизмах подъёма, тяги) – для выбора зазора предусматривают 1 – 2 реостатные ступени с Мпуск=(0,4…0,6)Мн. Когда используется АД с короткозамкнутым ротором, то ограничение момента достигается введением Rдоб или уменьшения Uпит.