Sarcinile Mecanice ale Motoarelor Electrice de Acționare

În această lucrare se dezvoltă diferite modele de simulare a sarcinii mecanice aplicată la arborele unei maşini electrice. Aceste sarcini pot avea caracter reactiv (pasiv), sau activ (potenţial). Pe baza modelului obţinut se cor ridica prin intermediul simulării pe calculator caracteristicile mecanice ale sarcinii. Se cor ridica caracterisiticile pentru sarcină constantă, respectiv pentru sarcină variabilă în funcţie de turaţie (profil de variaţie liniară, pătratică şi cubică). În final, se va prezenta cazul variaţiei sarcinii în funcţie de drumul parcurs, exemplificat printr-o acţionare de 4 cadrane, şi anume electrocarul cu deplasare pe pantă la urcare, la coborâre şi la mers pe orizontală, cu faţa, respectiv cu spatele, care acoperă cele 4 cadrane de funcţionare în 6 regimuri de mers.

4.2. Consideraţii teoretice

Într-un sistem de acţionare electrică, pe axul motorului este aplicată o sarcină mecanică, care generează un cuplu rezistent pe arborele motorului. Acest cuplu poate avea caracter reactiv (pasiv) (mLR), respectiv caracter activ (potenţial) (mLA). Cuplurile rezistente reactive îşi schimbă sensul în funcţie de direcţia de mers, şi întotdeauna se opune acestuia, un exemplu fiind cuplurile datorate frecărilor. Cele active ce nu depinde de direcţia de mişcare, acţionând întotdeauna în acelaşi sens, exemplu fiind cuplurile generate de forţa gravitaţională.

4.3. Structuri de simulare

Modelarea sarcinii pasive

Se prezintă în continuare 4 modele ale sarcinii pasive, una constantă, independentă de turaţia n, iar celelalte trei prezintă dependenţă liniară, parabolică şi cubică faţă de turaţie.

a) Sarcină pasivă constantă

Modelul sarcinii pasive este prezentată în figura 4.1.

Figura 4.1. Modelul sarcinii pasive constante.

4-1

Modelarea şi simularea acţionărilor electrice

Relaţia matematică pe baza căreia s-a realizat modelul sarcinii este următoarea:

()()nsignMMmRLctL0.+= (4.1)

b) Sarcină pasivă cu dependenţă liniară în funcţie de turaţie

La acest profil de sarcină mecanică, în exemplul de faţă la pornire pe arborele motorului apare doar cuplul de mers în gol (M0) după care sarcina are o variaţie liniară, panta de variaţie a acestuia fiind calculată conform relaţiei de mai jos astfel, încât caracteristica să treacă prin