книги / Электромагнитные муфты скольжения

тирования муфт скольжения следует учитывать, что изме­ нение параметров в целях увеличения р приводит также к изменению МтаХ (см. рис. 4.5,а) и базового значения Т„, в результате чего время пуска привода может воз­ расти.

В фяде случаев необходимость ограничения вращаю­ щего момента муфты, осуществляемого системой автома­ тического регулирования .с обратной связью по току при­ водного двигателя, приводит к целесообразности увели­ чения р, обеспечивающего уменьшение времени пуска и номинального скольжения муфты. Как видно из рис. 8.1,

ме значение времени и скольжения. Для их определения строим зависимости левой части равенства от скольже­ ния, правой части от времени и по точкам их пересечений находим значения функций s =f ( t ) , ю/соо=f ( t ) или t=

— f (со/(Do).

Зависимости левой части равенства (8.12) от относи­ тельной угловой скорости, построенные по (8.10), при­ ведены на рис. 8.1.

На рис. 8.2 даны кривые разгона ведомого вала муф­

161

Анализируя приведенные кривые, можно отметить,

ническая постоянная привода Гп, а электромагнитная по­ стоянная муфты Тэ, поскольку последняя определяется только параметрами муфты и не зависит от показателей производственного механизма.

На практике чаще всего представляет интерес опре­ деление врецени пуска до угловых скоростей, близких к

Десятикратное увеличение р оказывает на время разгона до со = 0,98(Оо такое же влияние, как уменьшение

Рис. 8.4. Осциллограммы переходных процессов при Р= 3:

а — 7Э=0,6 с; Гп/Гэ«2,6; б — Г.НЬб с; ТЯ/ Т Э-6,А

Рис. 8.5. Сравнение расчетных ( ------ ) и опытных (----------) кри­ вых угловой скорости муфты в режиме тор­ можения

Приведенный анализ показывает, что путем изменения формы механической характеристики муфты при не­ обходимости можно снизить время пуска привода, частич­

но компенсируя роль его маховых масс.

На рис. 8.4 показаны осциллограммы, полученные при экспериментальных исследованиях переходных пооцессов с различными значениями механической постоянной вре­

164

визны механических характеристик, близкие к р= 3 . Ис­ пытания муфты производились в режиме торможения, что позволило исключить влияние непостоянства скорости приводного двигателя на характер переходных процес­

сов.

На рис. 8.5 показаны кривые изменения угловой ско­ рости, построенные по осциллограммам. На этом же ри­ сунке для сравнения даны расчетные кривые, построен­ ные для р = 3 по (8.12). Сравнение кривых показывает высокую точность определения угловой скорости.

8.3. ДИНАМИЧЕСКИЙ МОМЕНТ МУФТЫ

При отсутствии на валу муфты статической нагрузки динамический момент муфты определяется выражением (8.4), в котором зависимость скольжения от времени должна удовлетворять уравнению (8.12). Заменяя сколь­ жение угловой скоростью, можем уравнение динамиче­ ского момента муфты представить в виде

веденными на рис. 8.2. Используя их, можно построить кривые динамического момента муфты в функции време­ ни или угловой скорости. На рис. 8.6 приведены в отно­ сительных единицах зависимости динамического момента муфты От времени и от угловой скорости для различных значений Тп/Т э и р. Анализируя приведенные графики, можно отметить, что скорость нарастания динамического

ханической постоянной времени привода максимумы ди­ намического момента возрастают и увеличивается время их наступления от начала пуска. Увеличение коэффициен­ та р, определяющего форму механической характеристи­ ки муфты, приводит к росту максимумов динамического момента, их запаздыванию во времени и увеличению кру­ тизны ниспадающих ветвей кривых Mn/M max— f(t/T3), в результате чего продолжительность действия динамиче­ ского момента снижается. Максимумы зависимостей ди­ намического момента от угловой скорости с увеличением механической инерционности привода смещаются в сто­

165

Рис. 8.6. Кривые динамического момента муфты в функции времени

166

времени. Погрешности измерений вызываются колебаниями: температуры якоря при изменениях нагрузки, что отра­ жается на его электрическом сопротивлении, приводит к; изменению воздушных зазоров и магнитной проницаемо­ сти и влияет на показатель |3 формы механической ха­ рактеристики, от которого в значительной степени зави­ сят переходные процессы (см. рис. 8.6). С увеличением; размеров муфты возрастает коэффициент 1(3 и форма кри­ вых динамического момента приближается к симметрич­ ной (см. рис. 8.6,а). Это подтверждается приведенной а [19] осциллограммой динамического момента мощной муфты '(Мн = 7000 Н-м). Осциллограмма имеет практи­ чески симметричную форму.

8.4. ВРЕМЯ ТРОГАНИЯ МУФТЫ

При пуске привода с начальным статическим момен­ том нагрузки разгон ведомого вала муфты начинается не с момента подачи напряжения на обмотку возбуждениямуфты, а по истечении времени трогания tTр, за которое

Мтах{ \ - е - ^ ' ТэУ = М ^

откуда время .трогания равно

В данном выражени-и логарифм всегда имеет отрица­ тельное значение, поэтому формула дает только положи­ тельные значения времени трогания.

Начальный момент нагрузки Мнач зависит от формы механической характеристики нагрузки. При постоянном

16?

стро возрастает. Так как в большинстве случаев началь­

8.5. ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНЕРЦИОННОСТИ МУФТЫ НА ДЛИТЕЛЬНОСТЬ ПУСКА

Как показано в § 8.4, электромагнитная инерционность муфты в приводе с начальным моментом нагрузки уве­ личивает длительность пуска на время, равное времени трогания и определяемое выражением (8.16) илиупро­ щенной формулой (8.17). Начиная с момента трогания электромагнитная инерционность муфты также увеличи­ вает время разгона, так как пониженные значения тока возбуждения, не достигшего установившегося значения, снижают момент муфты по сравнению с его значениями на механической характеристике Mu = f(s) при 7=oonst.

Для определения влияния электромагнитной инерцион­ ности на время разгона произведем интегрирование урав­ нения (8.11) в пределах от s = l до sMи от 7тр до t, в ре­ зультате чего получим

168

Пренебрегая при скольжении s„ значением выражения

Данное выражение получено в искусственных условиях, когда при разгоне привода без статической нагрузки в на­ чальный момент разгона ток возбуждения равен току трога­ ния. Как видно из (8.18), второе слагаемое времени разгона муфты, определяемое электромагнитной постоянной вре­ мени и начальным моментом нагрузки не зависит от фор­ мы механической характеристики муфты р и механической инерционности привода Тп.

Сравнивая выражения (8.1.0) и (8.18), можно видеть, что суммарное время разгона привода можно представить как сумму слагаемых, одно из которых зависит от механи­ ческой постоянной времени привода и формы механической характеристики-муфты, второе — от электромагнитной по­ стоянной времени и начального момента нагрузки.

Возможность раздельного определения составляющих и их суммирования обусловлена тем, что электромагнит­ ная инерционность муфты оказывает наибольшее влияние на начальный участок переходного процесса, а механиче­ ская— на конечный. Последнее подтверждается кривыми динамического момента, приведенными на рис. 8.6,а. Из рисунка видно, что начальные восходящие ветви кривых при любых р и Гп/Гэ-совпадают.

Так как слагаемое времени разгона, определяемое элек­ тромагнитной постоянной времени муфты, не зависит от формы механической характеристики муфты, то в уравне­

169

В [21] показано, что в общем случае знаменатель вы­ ражения (8.19) зависит от формы механических характе­ ристик муфты и нагрузки и равен

5

J jVf(s)ds

J MN(s)ds i

Подставляя в данное выражение уравнение момента нагрузки

M = N L + M q(\- s ) « ,

Где Мд— значение переменной составляющей момента при

Вчастном случае Мнач=0 время трогания trр—0, а при

Т,= 0 равны нулю второе и третье слагаемые выражения

«следующее выражение времени разгона муфты из состоя­

a70