Operation of electric motor with elastic load

Abstract

Electromechanical system as object of research comprises two parts: electrical and mechanical. Converter of electric energy and control system compose an electrical part, all other linked between them moving masses form mechanical part. Several elements of mechanical parts, for example, shaft can be of finite stiffness and the total system can have kinematical clearance. According to this, electromechanics deals with one-mass, two-mass or several-mass mechanical part of a system. In the paper two-mass systems with the finite stiffness and non linearity of the shaft caused by kinematical clearance is considered. The structures of electromechanical system with finite stiffness of the shaft and clearance are presented, computer models of those systems are developed and simulation at different controlling inputs and different parameters of the systems is carried out. Two stages of the motor starting are considered: initial, while the deformation of elastic shaft or other chains takes part and the other end of shaft does not rotate yet, and work stage – when rotor starts to revolve.

Elektromechaninė sistema, kaip tyrimo objektas, yra sudaryta iš dviejų dalių: elektrinės ir mechaninės. Elektromechaninis energijos keitiklis ir jo valdymo sistema sudaro elektrinę dalį, o visos tarp savęs sujungtos judančios masės – mechaninę dalį. Kai kurios mechaninės sistemos dalys, pavyzdžiui, velenas gali būti baigtinio standumo arba sistemoje gali būti kinematinių laisvumų. Pagal tai elektromechanikoje skiriama vienmasė, dvimasė ar daugiamasė sistemos mechaninė dalis. Straipsnyje nagrinėjama dvimasė sistema su baigtinio standumo velenu ir netiesiškumu, kurį sudaro kinematinis laisvumas. Nagrinėjami du variklio paleidimo etapai: pradinis, kol vyksta tampraus veleno ar kitos dalies deformacija ir kitas veleno galas dar nesisuka, ir darbinis etapas – kai rotorius ima suktis. Pirmasis etapas atitinka variklio veiką su tampriąja apkrova. Pateiktos tokios elektromechaninės sistemos struktūros, kompiuteriniai modeliai ir imitacijos rezultatai esant skirtingiems valdymo poveikiams.