Устройство и принцип действия асинхронного электродвигателя. Классификация и принцип действия типовых рабочих механизмов

зависимости от материала и от качества намотки допустимая погрешность колеблется в пределах от 0,5% до 10%, причем диапазон значений усилия для одного механизма может быть больше 10. Механизмы, работающие с достаточно жестким материалом (металлическая полоса, кабель и др.) должны иметь вспомогательный режим регулирования скорости для заправки материала.

В большинстве случаев кинематическая схема рабочей машины имеет вид, показанный на рис. 102. На схеме обозначено: а – последняя секция рабочей машины, на выходе которой скорость материала V_Р, б – наматывающий рулон с текущим диаметром d, V – линейная скорость намотки (в точке касания материала с рулоном). Задачей электропривода механизма является регулирование и стабилизация натяжения F. Когда производится размотка с рулона, то направление движения материала обратно показанному на рисунке, а двигатель раработает в режиме торможения. Будем рассматривать намотку материала в рулон. Для механизмов, разматывающих материал с рулона, необходимо учитывать знаки для соответствующих переменных. Момент на валу ЭД можно представить суммой следующих составляющих:

– M_F – момент, определяемый усилием натяжения

– ΔM – момент, определяемый потерями в механической части;

– M_ДЕФ – момент, определяемый усилием деформации материала при изгибе

– M_Д – динамический момент, обусловленный ускорением механической части при разгоне и торможении, а также при изменении скорости из-за изменения диаметра рулона.

Соотношения между составляющими в зависимости от материала и технологии могут быть самыми разными. Например, при малом передаточном числе редуктора и большом усилии F можно пренебречь потерями ΔM. При намотке изделий из ткани, бумаги и мягкого материала (медная проволока) можно пренебречь моментом деформации. Полезный момент при намотке пропорционален диаметру рулона  а мощность пропорциональна линейной скорости, которая изменяется только в переходных процессах пуска и торможения  При этом угловая скорость двигателя  обратно пропорциональна диаметру рулона в процессе намотки с постоянной линейной скоростью. Т.о. диапазон регулирования скорости в течение одного цикла работы равен изменению диаметра рулона. По принципу построения различают 2 вида систем: 1. Система управления с непосредственным измерением натяжения. 2. Система с косвенным регулированием, т.е. системы с регулированием параметров, изменяющихся в функции натяжения. Первый вид систем требует применения измерителей натяжения. Для этой цели используют следующие устройства: 1. Измерение деформации полосы между последней секцией рабочей машины и рулоном, обусловленной собственным весом материала (рис а).

Если на указанном участке есть валик, который огибается наматывающим материалом, то с помощью магнито-упругих или тензометрических датчиков измеряется давление валика на опоры (рис. б). 3. Измерение размера петли, создаваемой грузом с определенным весом (рис. в). В большинстве случаев указанные датчики либо недостаточно надежны, либо недостаточно точны. Поэтому наибольшее распространение получили системы с косвенным управлением. Недостатком данных систем является необходимость введения поправок для учета потерь ΔM и для учета момента на деформацию при намотке жесткого материала. При этом момент деформации обычно определить достаточно легко, а определить значение потерь достаточно трудно. Если можно пренебречь или скомпенсировать динамический момент потери и момент деформации, то формулы для M_F, P_F и ω можно использовать для построения структуры системы управления натяжением. Дополнительно пренебрегая потерями в двигателе, получим, что момент двигателя должен изменяться в соответствии с выражением  а составляющая тока якоря для создания требуемого натяжения будет равна  

Т.о. для стабилизации натяжения при постоянстве тока якоря необходимо