СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ ЦЕПНОЙ ПЕРЕДАЧИ
METHOD FOR DETERMINING MOMENT OF INERTIA OF CHAIN GEAR

Изобретение относится к способам определения момента инерции цепных передач в цепном электроприводе и может применяться для определения их энергоэффективности.
Известен способ измерения момента инерции электропривода и механически соединенных с ним элементов, основанный на методе свободного выбега (самоторможения) (Кацман М.М. Лабораторные работы по электрическим машинам и электроприводу: учеб. для электротехнических специальностей техникумов. - М., 1987. - С.35-36).
Недостатки известного способа заключаются в том, что он может применяться для определения момента инерции вращающегося механизма, в состав которого входит электрический двигатель мощностью свыше 100 кВт (ГОСТ 11828-86), и испытания проводят с частотой вращения электрического двигателя n выше номинальной.
Изобретение направлено на обеспечение возможности определения момента инерции цепной передачи электропривода, в состав которого входит электрический двигатель мощностью как менее, так и свыше 100 кВт, при частоте вращения вала электродвигателя не выше номинальной.
Сущность изобретения заключается в том, что к входному валу цепной передачи присоединяется выходной вал электрического двигателя, и крепится тело с эталонным моментом инерции, а момент инерции цепной передачи определяется как отношение суммы произведения разности углового ускорения системы вращающихся масс «электрический двигатель, цепная передача, тело с эталонным моментом инерции» и углового ускорения системы вращающихся масс «электрический двигатель, цепная передача» на момент инерции электрического двигателя и произведения углового ускорения системы вращающихся масс «электрический двигатель, цепная передача, тело с эталонным моментом инерции» на момент инерции тела с эталонным моментом инерции к разности углового ускорения системы вращающихся масс «электрический двигатель, цепная передача» и углового ускорения системы вращающихся масс «электрический двигатель, цепная передача, тело с эталонным моментом инерции».
Новизна заключается в том, что момент инерции цепной передачи определяется с помощью момента инерции электродвигателя и тела с эталонным моментом инерции.
На чертеже 1 изображена схема реализации предлагаемого способа определения момента инерции цепной передачи с учетом действия сил трения в опорах валов, цепном зацеплении, а также износа основных вращающихся элементов.
Электрический двигатель 1, угловое ускорение выходного вала 2 которого определяется посредством датчика 3, соединен с выходным валом 5 цепной передачи 6.
Реализуется предлагаемый способ определения момента инерции цепной передачи следующим образом.
1
дв
цп
Выходной вал 2 соединяется с входным валом 5 цепной передачи. С помощью органов регулирования устанавливается определенная угловая скорость ω выходного вала 2, при которой двигателем 1 развивается определенный крутящий момент M. Затем измеряется угловое ускорение ε системы вращающихся масс «электрический двигатель, цепная передача», имеющей момент инерции J+J при изменении угловой скорости вращения выходного вала в диапазоне от ω до ω+dω. Крутящий момент M для диапазона угловых скоростей от ω до ω+dω равен:
<mrow><mi>M</mi><mo>=</mo><msub><mi>ε</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>J</mi><mrow><mi>д</mi><mi>в</mi></mrow></msub><mo>+</mo><msub><mi>J</mi><mrow><mi>ц</mi><mi>п</mi></mrow></msub></mrow><mo>)</mo></mrow><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mo stretchy="false">(</mo><mn>1</mn><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
<mrow />
2
дв+
цп
эт
Далее с помощью скрепляющих устройств полумуфты устанавливается тело с эталонным моментом инерции 4. С помощью органов регулирования устанавливается определенная угловая скорость со выходного вала 2, при которой двигателем 1 развивается определенный крутящий момент M. Затем измеряется угловое ускорение ε системы вращающихся масс «электрический двигатель, цепная передача, тело с эталонным моментом инерции» с моментом инерции JJ+J при изменении угловой скорости вращения выходного вала в диапазоне от ω до ω+dω, то есть при том же начальном значении крутящего момента M. Крутящий момент M для диапазона угловых скоростей от ω до ω+dω равен:
<mrow><mi>M</mi><mo>=</mo><msub><mi>ε</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>J</mi><mrow><mi>д</mi><mi>в</mi></mrow></msub><mo>+</mo><msub><mi>J</mi><mrow><mi>ц</mi><mi>п</mi></mrow></msub><mo>+</mo><msub><mi>J</mi><mrow><mi>э</mi><mi>т</mi></mrow></msub></mrow><mo>)</mo></mrow><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mo stretchy="false">(</mo><mn>2</mn><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
Из выражений (1) и (2) определяется момент инерции системы вращающихся масс «цепная передача»:
<mrow><msub><mi>J</mi><mrow><mi>ц</mi><mi>п</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>J</mi><mrow><mi>э</mi><mi>т</mi></mrow></msub><mo>⋅</mo><msub><mi>ε</mi><mn>2</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>J</mi><mrow><mi>д</mi><mi>в</mi></mrow></msub><mo>⋅</mo><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>ε</mi><mn>2</mn></msub><mo>−</mo><msub><mi>ε</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mrow><msub><mi>ε</mi><mn>2</mn></msub><mo>−</mo><msub><mi>ε</mi><mn>1</mn></msub></mrow></mfrac><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mo stretchy="false">(</mo><mn>3</mn><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
Таким образом, зная момент инерции вращающихся масс электрического двигателя (с учетом потерь на трение в опорах) и момент инерции тела с эталонным моментом инерции, можно определить момент инерции вращающихся масс цепной передачи электропривода, в состав которого входит электрический двигатель мощностью как менее, так и свыше 100 кВт, при частоте вращения вала электродвигателя не выше номинальной.