Механическая характеристика рабочей машины есть зависимость скорости вала электродвигателя от приведенного статического момента [1]. Анализ ее позволяет правильно выбрать способ регулирования скорости привода. Определяется ωдв=f(Мс) по выражениям статических моментов механизма для различных рабочих скоростей в заданном диапазоне регулирования. Расчет механической характеристики механизма произведен в среде MathCAD 14. Механическая характеристика механизма представлена на рисунке 2.6.
Рисунок 2.6 – Механическая характеристика рабочей машины для холостого и рабочего хода.
2.2 Предварительный выбор двигателя
При определении возможных принципиальных решений выбирается несколько вариантов электропривода, удовлетворяющих в той или иной степени требованию задания на проектирование. Выбор вариантов привода осуществляется на основе изучения существующих типовых электроприводов для данного класса рабочих машин, определяя конструкцию механической части привода, возможные типы двигателей и способы регулирования координат.
При выборе типа привода необходимо учитывать особенности работы исполнительного механизма. Выбор типа привода определятся режимом работы механизма, параметрами нагрузки и необходимым диапазоном регулирования.
Характерной особенностью работы привода является то, что привод начинает работу с нагрузкой на валу, поэтому требуется обеспечить достаточный пусковой момент с учетом необходимой динамики привода.
В процессе движения маховика электроприводу приходится преодолевать большие пиковые моменты, значительно превышающие средний статический момент нагрузки, поэтому привод должен обеспечивать высокую перегрузочную способность (максимальный момент).
Стоимость привода и затраты на эксплуатацию малы по сравнению со всей установкой. Напротив, от надежности работы привода зависит надежность всей установки.
Согласно анализу наилучшим образом удовлетворит требования к технологическому процессу система ПЧ-АД. Внедрение данного вида привода требует больших капитальных затрат и высокого уровня квалификации обслуживающего персонала, но обладает рядом неоспоримых достоинств таких как:
— простота конструкции асинхронного двигателя, обусловленная отсутствием щеточно-коллекторного узла;
— высокая надежность;
— высокий коэффициент мощности;
— низкие эксплуатационные затраты;
— хорошие показатели энергосбережения.
Для предварительного выбора двигателя воспользуемся методом эквивалентного момента, который является производным от метода эквивалентного тока [3]. Этот метод дает удовлетворительные результаты, если момент пропорционален току и коэффициент пропорциональности постоянен за весь цикл работы. Примем это допущение и рассчитаем эквивалентный момент двигателя для рядового цикла по нагрузочной диаграмме, учитываем также, что привод работает с ударной нагрузкой.
Среднеквадратичный момент нагрузки за цикл работы:
