Визначення моменту інерції електропривода методом вільного вибігу
Мета роботи
Експериментальне визначення моменту інерції двох двигунів з жорстким механічним зв'язком методом вільного вибігу.
Короткі теоретичні положення
Робота електропривода часто супроводжується зміною швидкості руху його органів. Особливо великі зміни швидкості спостерігаються при запуску і гальмуванні електропривода. Ці режими неробочі і за їх рахунок подовжується цикл роботи, отже, знижується продуктивність робочого агрегату. Тому треба уміти визначити тривалість даних перехідних процесів і приймати заходи по їх скороченню.
Дослідження характеру руху робочого агрегату, або його окремих органів може бути зроблене на основі рішення рівняння руху. При обертальному русі обертальний момент, який розвиває двигун М, урівноважується статичним моментом Мс на його валу й інерційним або динамічним моментом 
. Рівняння рівноваги моментів для обертального руху (рівняння руху привода) має наступний вигляд, Н×м:
,
де J - зведений момент інерції системи привода, кг×м2.
Момент інерції електропривода являється механічним параметром, який характеризує динамічні властивості електропривода. Він еквівалентний по фізичному змісту поняттю "маса". Для поступального руху і для більшості промислових механізмів являється незмінною величиною.
Момент інерції:
,
де m - маса тіл, які рухаються, кг ; r - радіус інерції, м.
Числове значення моменту інерції може бути визначене через маховий момент GD2, який приводиться в системі МКГСС /кг×м2/;
|
|
|
/кг×м2/.
Для експериментального визначення моменту інерції застосовується ряд методів. До найбільш поширених відносяться методи: вільного вибігу; падіння вантажу та ін.
Для визначення моменту інерції системи в цілому, включаючи приводний двигун, механічну передачу від двигуна до робочого механізму і механізм, найбільш раціонально використати метод вільного вибігу.
Програма роботи
1. Записати паспортні дані машин, які входять в експериментальну установку, підібрати апаратуру, вимірювальні прилади і реостати.
2. Зібрати схему установки згідно рис. 17.1.
3. Зняти криву вибігу 
.
Рис. 17.1
4. В межах значень частоти обертання кривої вибігу зняти параметри двигуна (Uя, Ія) для побудови кривої 
.
5. Визначити значення моменту інерції методом вільного вибігу і методом дотичної до кривої вибігу.
6. Порівняти результати, одержанні різними методами, і пояснити причини можливих розходжень.
Методичні вказівки до виконання роботи
Для зняття кривої вибігу 
(рис. 17.2) вмиканням перемикачів Q і П через додатковий регулюємий опір R1 система розганяється до сталої частоти обертання. Для прогрівання, і отже, зменшення моменту зрушення машина залишається ввімкненою на повних обертах на 10 хвилин. Потім перемикачем П якір двигуна вимикається з мережі, залишивши включеною обмотку збудження.
|
|
|
Рис 17.2
Частота обертання системи буде поступово зменшуватися, так як з моменту відключення зникає обертальний момент двигуна, а опір руху (тертя, вентиляційні втрати і т.д.) проявляється протидіючим моментом втрат.
Таким чином, рівняння руху для даного випадку буде мати вигляд, Н×м:
.
Рух відбувається за рахунок кінетичної енергії, акумульованої в масах системи, які обертаються, і закінчується при повній її витраті.
Щоб зняти залежність 
на тахометр наклеїти кружок і через рівні відрізки часу (1...2 с), починаючи з моменту вимикання, відмічаються положення стрілки в момент відрахунку.
Одержані значення частоти обертання і часу заносять в таблицю:
| t,c | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
 w, 1/с
| w1 | w2 | w3 | w4 | w5 | w6 | w7 | w8 | w9 |
Щоб заміряти частоту обертання, можна використати показання вольтметра, вважаючи Е=U=кФ×w.
Коефіцієнт е.р.с. (КФ) визначається для двох-трьох розрахунків частоти обертання і береться його середнє значення.
З метою одержання даних для побудови кривої 
(рис. 17.2) попередньо при вимкненому двигуні методом амперметра і вольтметра заміряється опір якірного кола.
|
|
|
Так як втрати енергії, викликані опором руху, по величині залежать від частоти обертання, то для одержання кривої необхідно при тому ж струмі збудження уведенням опору в коло якоря змінювати частоту обертання системи і для кожного її значення записати показання амперметра А1 і вольтметра V.
Результати досліду занести у таблицю:
| w, 1/с | |||||
| Uя, В | |||||
| Ія, A | |||||
| РВТРАТ, Вт |
Потужність машини постійного струму, підведена до якоря, Ря=Uя×Ія. Для визначення потужності втрат обертання необхідно з потужності, підведеної до якоря, відняти втрати в міді якоря 
.
По даним досліду будується залежність ; .
Для визначення моменту інерції системи по кривим і , вилучивши проміжну координату w, будується крива 
(рис. 17.3).
Рис. 17.3
При самогальмуванні від початкової частоти обертання до повної зупинки робота 
, де tГ - час гальмування.
Величина інтегралу в певному масштабі дорівнює площі S, обмеженої кривою 
(на рис. 17.3 ця площа заштрихована).
|
|
|
Масштаб при замірі площі визначається таким виразом:
Виразимо витрачену енергію через параметри, які визначають кінетичну енергію:
,
де wпоч, wкін - відповідно початкове і кінцеве значення частоти обертання;
Вважаючи, що спарені якоря обох машин приблизно рівні по розмірам
.
Для визначення моменту інерції методом дотичної на знятій кривій вибігу визначають втрати холостого ходу Рвтрат для якої-небудь частоти обертання, наприклад w1 (рис. 17.4).
Рис. 17.4
Величина дотичної 
знаходиться з кривої вибігу з тієї точки, для якої визначені втрати холостого ходу (точка А).
Масштаб дотичної визначається по вибраним масштабам частоти обертання і часу:
.
Тоді масштаб дотичної 
тобто
,
де СВ- в сантиметрах.
Момент інерції 
Зміст звіту
Звіт повинен містити:
1) найменування роботи та її мету;
2) схему експериментальної установки та специфікацію її елементів;
3) таблиці даних замірів;
4) графічні побудови і розрахункові дані по експериментальному визначенню моменту інерції J двома методами;
5) порівняння одержаних результатів і аналіз можливих розходжень в значеннях моменту інерції.
Контрольні запитання
1. Що називається моментом інерції маси і маховим моментом? Який зв`язок між ними? Їх розмірність і співвідношення.
2. Дайте аналіз рівняння руху електропривода.
3. Що лежить в основі і для якої мети здійснюється зведення моментів інерції і статичних моментів?
4. Які існують методи рішення рівняння руху?
5. Як впливають махові маси на час пуску і гальмування, а також на енергетичні показники привода?
6. Викладіть суть методу вільного вибігу. В яких випадках доцільно застосовувати цей метод?
7. Яка спільна властивість дійсної і зведеної системи використовується при зведенні рушійних і статичних моментів?
Лабораторна робота № 18
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 1078; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!