Курсовая работа: Проектирование управляемого привода в электромеханических системах

. (1.31)

Из неравенства (1.30) и уравнения (1.31) следует, что условием нормального теплового режима двигателя является требование:

, (1.32)

где – эквивалентный момент двигателя за время рабочего цикла, поэтому условие нормального теплового режима принимает вид

. (1.33)

Таким образом, при проверке двигателя на нагрев необходимо знать закон изменения момента двигателя, в течение всего рабочего цикла. Разобьём рабочий цикл привода на характерные участки и для каждого из них найдём описание . Эквивалентный момент двигателя находим в удобном для практического использования виде:

, (1.34)

. (1.35)

где – эквивалентные моменты двигателя на соответствующих участках цикла.

Режим разгон двигателя.

При проверке двигателя на нагрев необходимо учесть, что скорость двигателя не может изменяться мгновенно, поэтому траекторию необходимо сгладить в участках разгона и торможения. Максимально возможный момент двигателя определяется допустимой величиной тока в якорной цепи. Обычно

, (1.36)

тогда и момент

. (1.37)

Моменту, развиваемому при разгоне, препятствует сила трения, поэтому ускорение в механизме:

. (1.38)

Время, необходимое для разгона:

. (1.39)

Режим торможение двигателя

Режиму торможения способствуют силы трения в механизмах поворота и силы тяжести нагрузки в механизмах подъема при подъеме груза. Двигатель должен развивать тот же максимально возможный момент . Ускорение, развиваемое двигателем при торможении в механизмах поворота и подъема груза в механизмах подъема:

. (1.40)

Время, необходимое для торможения

. (1.41)

1.5.1 Проверка на нагрев первого двигателя первой траектории

Из рисунка 1.1 видно, что скорость в моменты времени t=2t1 и t=13t1 изменяется скачком. Двигатель не сможет обеспечить такой режим работы, поэтому необходимо предусмотреть участок разгона и участок торможения.

Разобьём время рабочего цикла на 7 интервалов времени:

1. [0; t1],

2. [t1; 2t1-tторм ],

3. [2t1-tторм; 2t1],

4. [2t1; 13t1],

5. [13t1; 13t1+tразг ],

6. [13t1+tразг; 14t1],

7. [14t1; Tц].

Режим разгона

Момент, развиваемый двигателем на участке разгона:

Для первого двигателя первой траектории .

По формуле 1.38 определим ускорение при разгоне:

Время, необходимое для разгона:

Режим торможения

На участке торможения двигатель должен развивать тот же максимально возможный момент .

По формуле 1.40 рассчитаем ускорение при торможении:

Время, необходимое для торможения:

Графики траектории, скорости и ускорения нагрузки, с учётом введённых участков разгона и торможения, показаны на рис. 1.12.

Рис. 1.12. Первая измененная траектория рабочего цикла

Состояние покоя

Момент, требуемый от двигателя на любом из участков траектории, определяется в соответствие с (1.14) и (1.23):

(1.42)

Рассчитывая моменты для любого из участков траектории, рассуждаем следующим образом: составляющие уравнения 1.42, в которые входит ускорение, берем с теми знаками, как показывает диаграмма. Знак статического момента, приведенного к валу двигателя, выбираем так: если сопротивление нагрузки помогает режиму на данном участке (например, режим торможения), тогда знак статического момента берется противоположным знакам слагаемых, в которые входит . Если сопротивление нагрузки мешает (например, режим разгона), от двигателя требуется момент больший, значит, знак статического момента выбирается такой же, как у слагаемых, в которые входит .

Таблица 1.7

	Интервал времени	Формула для расчета	Значение
1			0.28687
2			0.00063
3			0.47771
4			0.00032
5			0.47771
6			0.00063
7			0.28561

При расчете момента необходимо учесть то, что на участке угловая скорость нагрузки p1m(t) = 0, значит момент вязкого трения . Следовательно, статический момент на данном участке будет равен моменту сухого трения.