Почему график нагрузки привода может выглядеть как ступенчатый

Разбираясь, почему график нагрузки привода может выглядеть как ступенчатый, важно учитывать технологический процесс оборудования. Ступенчатый график нагрузки привода возникает из-за резкого изменения сопротивления на валу двигателя при циклических операциях. К этому приводят последовательный пуск механизмов, обработка деталей различной толщины, переключение скоростей редуктора или смена режимов работы. В каждый момент времени момент сопротивления остается постоянным, а затем скачкообразно изменяется.

Разбор по случаям

Примеры

Токарный станок с ЧПУ. На этапе холостого хода электродвигатель развивает момент $M_1 = 15 \text{ N}\cdot\text{m}$.

При подводе резца и начале точения нагрузка скачком возрастает до $M_2 = 80 \text{ N}\cdot\text{m}$ и держится неизменной до завершения прохода.

После вывода инструмента момент падает обратно до $M_1$. Из-за постоянства сил на отдельных этапах ступенчатый график нагрузки привода четко отражает смену фаз обработки.

Конвейерная линия. Конвейер перемещает детали через три технологические зоны. На первом участке потребляемая мощность составляет $P_1 = 3 \text{ kW}$. При входе изделия во вторую и третью зоны последовательно включаются прижимные ролики, увеличивая мощность до $P_2 = 7 \text{ kW}$ и $P_3 = 12 \text{ kW}$. В результате формируется ступенчатый график нагрузки привода с тремя выраженными горизонтальными уровнями.

Частые ошибки

• Путаница между плавным разогревом электродвигателя и скачкообразным изменением механической нагрузки на валу.
• Считают ступенчатый характер нагрузки следствием неисправности питающей электрической сети, а не особенностью технологического процесса.
• Игнорирование моментов инерции вращающихся масс при расчете высоты ступеней нагрузки.

Коротко

Ступенчатая форма диаграммы отражает дискретное изменение сил сопротивления при постоянных параметрах на отдельных интервалах времени. Теперь понятно, почему график нагрузки привода может выглядеть как ступенчатый на производстве.