Выбор электродвигателей для приводов исполнительных механизмов малой мощности
Примечание. Для параметров устойчивости указаны максимальные значения по сериям двигателей. Виброуотойчивость - для частот 200 .300 Гц.
х Номинальная мощность двигателей ДСД около 12 мкВт.
2.3.1 Неуправляемый привод (группы Б и В)
Основная нагрузка привода - постоянный и переменный во времени (рисунок 1) статический момент Тн.с(t) на выходном валу редуктора в режиме нормируемого или не-нормируемого по времени переходного процесса в периоды пуска или изменения нагру-зочного момента.
Тн Т4
Т1 Т3
Т2 Т5
t1 t2 t3 t4 t5
t∑
Рисунок 2.1- График изменения статического момента нагрузки.
Исходный кинематический параметр - средняя или номинальная угловая скорость на выходном валу редуктора -wн, рад/с.
Переходный процесс может быть ограничен временем tп ,с или предельным угло-вым ускорением вала нагрузки eн, рад/с2, при этом должен быть задан момент инерции нагрузки Iн, кг×м2.
В качестве рабочего режима двигателя принимается номинальный, для чего на его обмотки необходимо подавать номинальное напряжение, а передаточное отношение редуктора принимают
iр= ωдв /ωн, (2.1)
где ωдв - номинальная угловая скорость двигателя, который надлежит выбрать в следующем порядке.
1.Определить эквивалентный статический момент сопротивления на валу редук-тора, H·м:
, (2.2)
где Ti среднее значение момента в интервале i (см. рисунок 2.1);
ti- продолжительность интервала, c.
При постоянном значении момента Tнc принимают . Тэ = Tнс .
2. Определить необходимую мощность двигателя, Вт:
Nдв = Тэ· ωн· кн / ηр , (2.3)
где кн - коэффициент запаса: 1,05 . 1,1 - если нет ограничений по времени пере-ходного процесса; 1.2 .2,2 - при заданном времени разгона; при этом чем больше мо-мент инерции нагрузки, тем больше следует брать запас по мощности;
ηр - ориентировочное значение КПД редуктора: 0,7 .О,9 - для простого цилинд-рического, планетарного или волнового; 0,4 .О,7 - для червячного.
3. Выбрать типоразмеры двигателей, номинальная мощность которых равна Nдв или несколько больше. Если время разгона ограничено значением tn, отбирают двигате-ли, электромеханическая постоянная времени которых меньше τ0=tn/6. Для приводов с длительном режимом работы предпочтение отдают двигателям с большим сроком служ-бы и хорошим КПД, для повторно-кратковременного режима - высокоскоростным.
4. Определить передаточное отношение редуктора по уравнению (2.1). После раз-работки кинематической схемы редуктора и геометрического расчета его элементов выбранный двигатель необходимо проверить:
по номинальной мощности, используя неравенство
Nном ≥Тэ · ωдв / ηр · iр, (2.4)
где ηр - расчетное значение КПД редуктора;
по пусковому моменту, чтобы
Тп ≥ Тнсп / (iр ηр) + (Ірот + Ір +Ін/і2р)∙( ωдв /tn), (2.5)
где Тнсп - наибольший статический момент нагрузки при пуске, Н∙м;
Ірот - момент инерции ротора двигателя, кг∙м2;
Ір - момент инерции редуктора, приведенный к валу двигателя, кг∙м2;
по времени разгона, чтобы
tр = 3∙ (Ірот + Ір +Ін/і2р) ∙ ωдв/ (Тп - Тсп) ≤ t n , (2.6)
где Тсп - статический момент нагрузки при пуске, приведенный к валу двигателя Н∙м: Тсп = Тнсп/(iр ηр).
2.3.2 Следящий привод. Группа Г
В следящем приводе вал нагрузки через редуктор поворачивается по сигналам управления, поступающим от усилителей следящей системы. Привод, т.е. двигатель и редутор, являясь исполнительной частью следящей системы должен обеспечивать на нагрузочном валу необходимые статические и динамические характеристики (переме-щения, скорость и ускорение) в соответствии с требованиями оптимального переход-ного процесса либо в точности, повторяя закон изменения управляющего сигнала. В этих условиях выбор передаточного отношения редуктора играет решающую роль. Оптимальное значение передаточного отношения зависит от выбора критерия оптими-зации (обеспечение максимального ускорения вала нагрузки, получение минимальной мощности двигателя или наименьшего пускового момента), а также от соотношения статического и динамического моментов.
Внешняя нагрузка следящего привода характеризуется статическим моментом Тнс, моментом инерции Ін, а внутренняя - статическим моментом сопротивления в редук-торе, учитываемым через КПД ηр, приведенным моментом инерции редуктора Ір, момен-том инерция ротора Ірот электродвигателя.
Для воспроизведения входного сигнала двигатель должен обеспечивать необходи-мую угловую скорость ротора ω(t) = ωн(t)∙iр при соответствующих значениях вращаю-щего момента двигателя, равного моменту всех сил сопротивления, т.е. значениям
T(t) = Тнс /(iр ηр) + Ін· εн(t)/ ір + (Ірот + Ір) ∙ір · εн (t) (2.7)
Другие статьи по теме
Тепловая cхема ТЭЦ на органическом топливе
В данном реферате рассмотрены общие положения о
принципиальной тепловой схеме электростанций. Как ПТС изображается при блочной
и неблочной структуре и с турбоагрегатами разных типов. Описано какие
оборудование изображается на ПТС ...
Изучение экономической целесообразности применения ООО Сибирь-связь зарубежных технологических разработок по строительству офисных телекоммуникационных сетей на базе систем микросотовой связи стандарт
Предлагаемое к
рассмотрению в представленной дипломной работе Общество с ограниченной
ответственностью «Сибирь-связь» осуществляло коммерческую деятельность на рынке
предоставления услуг по монтажу и обслуживанию систем связи с 2 ...