Определение номинальной мощности некоторых типовых механизмов

а) Вентилятор

Выражение для мощности вентилятора

где Q – расход воздуха (например, 5 м³/с); р – перепад давления (выход-вход) у вентилятора (например, 1050 Па); η – КПД вентилятора (например, 0,78).

б) Подъем груза

Выражение для мощности

где k – коэффициент, учитывающий действие противовеса (например, 0,5); m – масса груза (например, 5000 кг); g – ускорение свободного падения (9,81 м/с²); v – скорость подъема груза (например, 0,1 м/с); η – КПД подъемника (например,0,8).

Примеры нагрузочных диаграмм механизма и двигателя

В данном параграфе под нагрузочными диаграммами будем понимать зависимости статического момента сопротивления механизма (нагрузки) и момента двигателя.

При постоянстве скорости моменты двигателя и механизма равны и обе диаграммы совпадают. Различаются диаграммы только на участках изменения скорости.

Рис. 3. Второй пример нагрузочных диаграмм механизма и двигателя [26]

Рис. 4. Третий пример нагрузочных диаграмм механизма и двигателя [26]

Нагрузочные диаграммы, приведенные на рис. 3, соответствует случаю, когда механизм с M_с = cons t работает в режиме изменяющейся скорости. Идеализированная динамическая механическая характеристика показана внизу.

На рис. 4 показана нагрузочная диаграмма привода, работающего в режиме частых пусков и торможений, осуществляемых по характеристикам, приведенным справа.

Рис. 5. Четвертый пример нагрузочных диаграмм механизма и двигателя [26]

На рис. 5 показаны нагрузочные диаграммы электропривода с пиковым характером нагрузки при линейной механической характеристике двигателя. Момент статической нагрузки изменяется мгновенно от М с0 до М с1. Момент, развиваемый двигателем при приложении М с1, выразится как , а при снятии нагрузки , где , β=(с0Ф)2/ R я.ц – жесткость механической характеристики.

Величины M ¢, М ¢¢ и W¢, W¢¢ при заданных t ₁ и t ₂ определяются значением T _м. Если T _м мала, то момент, развиваемый двигателем, будет повторять изменение М_с. Если, напротив, T _м велика, то M ¢, М ¢¢ и W¢, W¢¢ будут мало отличаться от соответствующих средних значений М_{с ср} и W_ср благодаря тому, что энергия, запасенная во вращающихся частях привода на интервале t ₁ (М_с = М_{с 0}) будет расходоваться на покрытие пика нагрузки на интервале t ₂ (М_с = М_{с 1}). При W » W_ср эта энергия пропорциональна площадям, заштрихованным на рис. 5. "Спрямление" нагрузочной диаграммы двигателя при пиковом характере нагрузки часто оказывается весьма полезным, так как позволяет снизить требования к перегрузочной способности двигателя и уменьшить потери в двигателе [26].

Увеличение Т _м в этих случаях достигается использованием маховика с моментом инерции J _мах (в этом случае ) и выбором соответствующей величины жесткости механической характеристики двигателя b.