Динамические характеристики приводов

В динамических моделях машин в качестве управляющего воздействия рассматриваются моменты, развиваемые двигателем и исполнительным органом как функция скорости. Однако движение механизмов оказывает и обратное влияние на силы и моменты. В зависимости от типа двигателя рабочий процесс в нем претерпевает изменения с некоторым запаздыванием при изменении скорости и нагрузки. Это явление объясняется инерционностью переходных процессов внутри двигателя. Например, изменение теплового состояния ДВС оказывает влияние на процесс сгорания, КПД и эффективный крутящий момент М. Для аппроксимации динамических характеристик двигателей различных типов обычно применяют дифференциальное уравнение первого порядка.

где Т- постоянная времени двигателя; М и со — момент и скорость вращения двигателя;/(со, Я) — зависимость статической характеристики двигателя; Я — координата управления.

Постоянная времени двигателя может иметь различные значения, например, для двигателя постоянного тока с независимым возбуждением она определяется электромагнитным переходным процессом.

где 1_я, Я_А — индуктивность и сопротивление в цепи якоря.

Процесс изменения динамического момента оказывается растянутым во времени и аппроксимируется экспонентой (рис. 4.13) где ДМ, ДМ_шах — текущее и максимальное изменение момента нагрузки; Т — постоянная времени, измеряемая в секундах.

Такая переходная характеристика (см. рис. 4.13) описывается обыкновенным дифференциальным уравнением первого порядка с постоянными коэффициентами. Постоянная времени Т определяется по переходной характеристике как проекция касательной на ось времени t. Если физический реальный процесс в машине не описан аналитическими уравнениями, то постоянная времени Т может быть найдена по экспериментальной кривой переходного процесса.

При ~ ⁼ 3″ ттт^ = 0,02 считается, что переходный процесс.

i LXIVI _max

практически заканчивается и ошибка не превышает 2%.

Рис. 4.13. Изменение динамического момента во времени:

• 1 - переходный процесс изменения момента;
• 2,3 - касатетельные к графику переходного процесса

Следует отметить, что динамические характеристики двигателя и рабочей машины могут оказывать влияние не только на длительность переходного процесса МА, но и на устойчивость его работы.

Вопросы и задания для самоконтроля

• 1. Как оценивается неравномерность вращения вала машины?
• 2. Какие задачи при проектировании решаются методом Мерцалова?
• 3. Опишите роль маховика в машине и критерии выбора места его установки.
• 4. Объясните влияние маховика на закон движения машины при ее разгоне.
• 5. Каким образом влияют характеристики двигателя на неравномерности движения.
• 6. Как можно изменить динамические свойства машины, не увеличивая мощность двигателя?
• 7. Как можно производить безударный останов машины?
• 8. Опишите влияние упругости звеньев на процесс движения.