Нагрузочные диаграммы механизма и двигателя.

Исходные данные для выбора двигателя обычно представляются в виде нагрузочных диаграмм механизма, т.е. зависимостей М_с(t) и  (t) и приведенного момента инерции J_м (см. п.2.2). Зависимость  (t) иногда называют тахограммой. Иногда М_с(t) зависит от пути, в этом случае при известной скорости

Следует особо подчеркнуть, что для обоснованного выбора двигателя требуемая нагрузочная диаграмма механизма должна быть известна. На рис. 2 в качестве примера приведены требуемые нагрузочная диаграмма и тахограмма некоторого механизма (верхние для графика).

Рис. 2. Нагрузочные диаграммы механизма и двигателя

Для предварительного выбора двигателя по известной нагрузочной диаграмме механизма можно найти средний момент статической нагрузки

,

где М_{c i} – момент статической нагрузки на i -ом интервале;

t_i – продолжительность i -ого интервала;

n – число интервалов, где M_с = const.

Номинальный момент искомого двигателя с учетом динамических нагрузок может быть оценен как

.

В качестве номинальной скорости следует взять  _макс, если регулирование однозонное вниз от основной скорости, или  _мин, если регулирование однозонное вверх от основной скорости. По найденным таким образом величинам М_н и  _н можно выбрать двигатель по каталогу и, следовательно, определить его момент инерции, построить механические характеристики, кривые переходных процессов.

После того, как двигатель предварительно выбран, можно перейти к построению нагрузочной диаграммы двигателя, т.е. зависимости М(t). Это построение сводится к решению уравнения движения

одним из описанных в гл.5 приемов.

На рис. 2 внизу показана нагрузочная диаграмма двигателя, построенная в предположении, что при изменении скорости M  cons t, а при набросе и сбросе нагрузки привод работает на линейной механической характеристике.

Нетрудно видеть, что нагрузочная диаграмма двигателя существенно отличается от нагрузочной диаграммы механизма.

Рис. 4. Нагрузочная диаграмма при частых пусках – торможениях

На рис. 5 показаны нагрузочные диаграммы электропривода с пиковым характером нагрузки при линейной механической характеристике двигателя. Момент статической нагрузки изменяется мгновенно от М_с0 до М_с1. Момент, развиваемый двигателем при приложении М_с1 выразится как

,

а при снятии нагрузки

,

где .

Рис. 5. Нагрузочная диаграмма маховикового электропривода

Величины M, М  и  ,    при заданных t ₁ и t ₂ определяются значением T_м. Если T_м мала, то момент, развиваемый двигателем, будет повторять изменение М_с. Если, напротив, T_м велика, то M, М  и  ,   будут мало отличаться от соответствующих средних значений М_{с ср} и  _ср благодаря тому, что энергия, запасенная во вращающихся частях привода на интервале t ₁ (М_с = М_с 0) будет расходоваться на покрытие пика нагрузки на интервале t ₂ (М_с = М_с 1). При    _ср эта энергия пропорциональна площадям, заштрихованным на рис. 5. “Спрямление” нагрузочной диаграммы двигателя при пиковом характере нагрузки часто оказывается весьма полезным, так как позволяет снизить требования к перегрузочной способности двигателя и уменьшить потери в двигателе.