Файл: Ряшенцев Н.П. Самотормозящий асинхронный двигатель с конусным ротором.pdf

и 6 для плоскоремениой передачи. Для зубчатой переда­ чи Рв равно:

2Л4Н

" dmcosV ’

где dm •— возможный минимальный диаметр начальной окружности шестерни; к — угол зацепления шестерни.

При определении Ртр в момент пуска необходимо учитывать силу одностороннего магнитного притяжения Т0 [2,17]. Для конусных двигателей

где to— первоначальный эксцентриситет. Максимальный эксцентриситет оси вала равен:

l— liA-t-o,

44

где h — стрела прогиба вала

силы, приложенной к середине шестерни или шкива; Е — модуль продольной упругости материала;

I — осевой момент инерции сечения сердечника с уче­ том жесткости от напрессовки ротора.

Максимальная сила одностороннего магнитного при­ тяжения равна:

Т*М=t‘•у•I

Таким образом, с учетом силы магнитного притяже­ ния реакция в опорах А и В соответственно равна:

- Р иМ + /) + (0„+Гм)й _

/

(Оа + т„)(1-В) + ри I

Пружина развивает осевое усилие

Fny>= c{x0+ x ) ,

где с — жесткость пружины; А'о — предварительное поджатие пружины;

X— дополнительное поджатие пружины за счет осевых перемещений ротора после пуска под действием электромагнитных сил.

Рассмотрим процесс выхода ротора иа тормоз.

В рабочем состоянии электромагнитные силы удер­ живают ротор в притянутом положении, преодолевая силы упругости пружины. При отключении питания дви­ гателя от сети пружина разжимается, преодолевая силу инерции и трение ротора в опорах и сопротивление воз­ духа, перемещает ротор вместе с тормозным диском на тормоз. Ротор быстро проходит расстояние между двумя тормозными дисками. Упругие силы пружины прижима­ ют ротор к тормозному диску. Если тормозной момент при этом больше момента инерции вращающихся масс, то происходит быстрый останов ротора.

45

Следует отметить, что после отключения питания двигателя ротор начнет двигаться не сразу, а в тот момент, когда сила пружины будет больше сил, удерживающих ее в сжатом состоянии.

Эти силы состоят из сил трения и электромаг­ нитной силы, которая соз­ дается переходными тока­ ми двигателя при отклю­ чении.

Таким образом, полное время торможения СР можно разбить на три со­ ставляющие:

одвигателя уменьшится до

авеличины, при которой ро­ тор начнет двигаться на тормоз;

?д„ — время движения,

жения вращающихся масс от момента соприкоснове­ ния тормозного кольца с тормозом до полного ос­ танова масс.

На осциллограмме тор­ можения двигателя (рис.

46

34) четко выражены все три компоненты времени торможения.

Как уже отмечалось, ротор начнет перемещаться в осевом направлении в тот момент, когда усилие пружи­ ны уравновешивается силами сопротивления — силон трения и силон магнитного притяжения, т. е.

F =F 4-F

л пр 1 т р Т а трог?

где FBp— упругие силы пружины в начале перемещения ротора;

Fтрог — электромагнитная сила, при которой ротор начинает перемещаться в осевом направлении.

Так как силы трения FTp не зависят от напряжения сети, то при отключении двигателя от источника питания время трогания определяется изменением только осевой электромагнитной силы F. Отсюда для отыскания време­ ни трогания надо рассчитывать время, за которое осевое усилие F уменьшится до величины FTрог, - при которой ротор начнет перемещаться на тормоз. Как было выве­ дено выше, осевое усилие конусного двигателя пропор­ ционально квадрату индукции воздушного зазора:

F==ß2О

Выразим магнитную индукцию через намагничиваю­ щий ток, тогда после соответствующих преобразований получим:

k — коэффициент пропорциональности, зависит от параметров двигателя.

Если принять, что коэффициент kn не зависит от на­ пряжения на зажимах статора, то для определения tTV0T остается выяснить зависимость тока намагничивания от времени при отключении питания. Это означает, что практически надо рассчитывать переходные токи двига­ теля после отключения его от питающей сети.

За начало отсчета времени ( t = 0) берем время пол­ ного разрыва контактов. В [8] показано, что в этот мо­ мент потокосцепление ротора остается равным потокосцеплению до начала отключения напряжения, т. е.

= vf 2,

где \F2o— результирующий вектор потокосцепления ро­ тора в момент полного разрыва контактов;

47

«

\F2— результирующий вектор потокосцепления ро­ тора в момент начала разрыва контактов.

Запишем уравнения для определения1!'?,, н гІг2:

¥ 2о= М . / 5о- | - ^ . / Го;

¥ 3 = М ■Is + L2 - /„

где ISa— результирующий вектор тока статора в момент полного разрыва контактов (равен нулю);

ІГа— результирующий вектор тока ротора, приведен­ ный к обмотке статора в момент полного разрыва кон­

и статора;

Z-2 — эквивалентная индуктивность ротора, приведен­ ная к обмотке статора.

Из данных уравнений найдем:

Намагничивающий ток / :і равен:

I\і — Is ■г Іг

При допущении М & Ь 2 имеем = / Го.

Так как после размыкания контактов ток статора ра­ вен нулю, то после отключения напряжения намагничи­ вающий ток равен току ротора.

В координатной системе, вращающейся вместе с рото­ ром, после полного отключения напряжения имеем:

48