Основные понятия и определения в электроприводе. Механическая часть силового канала электропривода. Физические процессы в электроприводе с машинами постоянного тока, страница 10

одно-массовой системы справедлива, как отмечалось ранее, для идеальных механических звеньев без упругости и зазоров. Однако она может быть сохранена в большинстве практических случаев и для реальных механических звеньев, обладающих небольшими зазорами и  незначительной механической упругостью.

В отдельных случаях представляет интерес находить законы движения непосредственно на рабочем органе производственной машины. Такие задачи часто возникают для подъемно-транспортных машин с поступательно движущимся рабочим органом. В этом случае приведение осуществляется к рабочему органу с соблюдением тех же условий.

Инерционные массы в данном случае заменяются одной результирующей массой  (т_Σ)  на рабочем органе механической части привода:

                                                  (2.5)

где ;.

Таким образом, приведенное механическое звено в рассмотренном случае представляет собой поступательно движущуюся массу (т_Σ), определяемую по формуле (2.5), и к которой приложены две силы: F и F_p.o.

2.5. Свойства сил и моментов. Механические характеристики

Рассмотрим подробнее свойства сил и моментов, действующих на подвижные элементы. По характеру действия силы и моменты делят на активные и реактивные.

Активными называют силы или моменты, обусловленные внешними по отношению к элементу источниками механической энергии и действующие независимо от движения элемента. Так, активными будут силы или моменты, создаваемые в двигателе и прикладываемые к его подвижному элементу, входящему в механическую часть привода. В дальнейшем будем выделять эту группу активных сил или моментов, поскольку их формирование – важная функция электропривода. Активными могут быть силы и моменты статических нагрузок, обусловленные потенциальной энергией грузов, если при их перемещении есть вертикальная составляющая, энергией сжатых пружин, ветра, потока воды и т.п.

Характерная особенность активных сил и моментов – независимость направления их действия от направления движения. Так, статический момент (М_c), обусловленный весом груза, всегда, и при подъеме, и при спуске, направлен в одну сторону.

Реактивными называют силы и моменты, возникающие как реакция на движение и всегда направленные против движения. Характерным примером могут служить силы и моменты трения: они всегда сопровождают движение и всегда противодействуют ему. Реактивными являются силы и моменты, обусловленные неупругой деформацией или каким-либо разрушением материалов: резанием металла, деформацией слитка валками прокатного стана, разрушением горной породы ковшом экскаватора и т.п.

Силы и моменты, приложенные к рассматриваемым элементам, могут зависеть от времени, пространственной координаты, ее производных. Особое значение имеют зависимости сил и моментов от скорости движения, называемые механическими характеристиками. Эта особая роль указанных зависимостей обусловлена рядом причин.

Механические характеристики позволяют просто и очень наглядно определить координаты статического режима работы. Пусть моменты М₁ и М₂ связаны с угловой скоростью w, как показано на рис. 2.4, а. Тогда скорость статического режима w_c определится как ордината точки пересечения кривых  – M₂   и  М₁, так как при этом åМ = 0.

Механическая характеристика M₁(w) здесь типична для активного момента: при одном и том же направлении движения момент имеет различные знаки, т.е. способствует движению в первом квадранте и препятствует (тормозит) во втором. (Общепринятая нумерация квадрантов плоскости w – М показана на рис. 2.4, а римскими цифрами). Характеристика М₂(w), наоборот, типична для реактивного момента: момент меняет знак с изменением направления движения, всегда препятствует движению.

Механические характеристики позволяют просто судить о статической устойчивости движения в установившемся режиме. Если по какой-либо причине угловая скорость (рис. 2.4, а)  стала выше, чем w_c, то М₂, направленный против движения, превысит М₁, направленный по движению, следовательно, движение замедлится. При отклонении скорости вниз от w_c баланс