Виды электрического привода. Структура электромеханической системы, страница 2

РД — ротор двигателя

ПМ — передаточный механизм (передаточное устройство)

ЭП — электрический привод

ИСУ — информационная часть системы

ИМ — технологическая машина

ТП — технологический процесс

Особенность структуры состоит в том,  что она  представляет собою две системы, которые взаимно связаны. Это электрическая часть, состоящая из электромеханического преобразователя электрической энергии, и механическая часть, включающая в себя все связанные между собой движущиеся массы привода и механизма. Причем связь создается тем, что электромеханический преобразователь разделен на электрическую часть и механическую часть. Этой взаимосвязью и  определяются режимы работы электромеханической системы.

Отсюда вывод, что ЭМС при анализе и синтезе включает в себя:

–  сложную  механическую часть, законы движения которой исследуются методами теоретической механики,

–  электромеханическое преобразование энергии, процессы которого описываются и исследуются в теории электрических машин

–  развитую систему управления, общие математические методы анализа синтеза которой разработаны в теория автоматического управления (ТАУ).                                                                                                                                         

Потребляемая из сети питания электрическая энергия  А_эл.с при определенных значениях напряжения U_с, тока I_с и частоты f_с  поступает в энергетическую часть ЭМС в ЭСУ, которая управляет режимами поступления электрической энергии в  электродвигательное устройство (электродвигатель – ЭМП). Здесь электрическая энергия А_эл.с  при U_с, I_с, f_с преобразуется в механическую энергию, при этом в ЭМП развивается электромагнитный момент в его воздушном зазоре и здесь же вырабатывается соответствующая электромагнитная  энергия А_эм. Эта энергия передается ротору двигателя РД как механическому звену. Часть этой энергии, приводя во вращение ротор, затрачивается  на увеличение запасенной всеми вращающимися частями ЭМС кинетической энергии и на преодоление момента  механических потерь электродвигателя, к которым относятся потери на трение в подшипниках, на вентиляционные потери при вращении частей в воздухе. Оставшаяся часть механической энергии А_в.д, проявляющаяся как механический момент на валу электродвигателя М_в.д, поступает через передаточный механизм ПМ (передаточное устройство) в виде механической энергии А_мех при определенной моменте  М_мех и определенной скорости ω_мех  в исполнительный механизм ИМ и далее к его рабочему органу. Прием она затрачивается на преодоление всех механических потерь в передачах и механизма. Механическая энергия А_р.о представляет полезную механическую работу, которая совершается моментом М_р.о или усилием F_р.о на рабочем органе при угловой скорости ω_р.о, или при линейной скорости ν_р.о.

Механическая часть электромеханической системы

Механическая часть – это совокупность материальных точек  и тел, связанных между собой определенным образом. Поведение механической части описывается принципами аналитической механики, основы которой разработаны ЛАГРАНЖЕМ. Эта методика позволяет получить дифференциальные уравнения движения механической части в обобщенных координатах.

Обобщенными координатами называют совокупность параметров, достаточных для однозначного определения положения точек механической системы в любой момент времени. Производная от обобщенной координаты перемещения дает обобщенную скорость. Обобщенной силой называют величину, произведение которой на бесконечно малое  приращение соответствующей обобщенной координаты равняется сумме элементарных работ, совершенных силами, приложенными к системе, на ее перемещение, обусловленном указанным приращением обобщенной координаты. Например, при вращательном движении обобщенной координатой может быть угол поворота, обобщенная скорость – это угловая скорость, обобщенные силы – это моменты, приложенных сил относительно оси вращения.