Обычно двигатель приводит в действие производственный механизм через систему передач, отдельные элементы которой движутся с различными скоростями. Механическая часть электропривода может представлять собой сложную кинематическую цепь с большим числом движущихся элементов. Движение одного элемента дает полную информацию о движении всех остальных элементов, поэтому движение электропривода можно рассматривать на каком-либо одном механическом элементе. Обычно в качестве такого элемента принимают вал двигателя.
При вращательном движении приведенный момент сопротивления механизма рассчитывается по одной из формул (для активного и реактивного момента сопротивлений):
, (3.1)
где – момент сопротивления производственного механизма, Н.м;
– тот же момент сопротивления, приведенный к валу двигателя;
– передаточное число кинематической цепи (редуктора) между валом двигателя и механизмом;
– угловая скорость вала двигателя, рад/с;
– угловая скорость вала производственного механизма, рад/с;
– КПД передачи, учитывающий потери мощности на трение в кинематической цепи.
При наличии нескольких передач между двигателем и механизмом с передаточными числами i1, i2, …,in и КПД передач, передаточное число i может быть определено по конструктивным параметрам передачи. Коэффициент полезного действия передачи зависит от ее нагрузки и определяется либо по специальным формулам, либо по графикам из справочной литературы.
При поступательном движении приведенный момент сопротивления рассчитывается по одной из формул:
, (3.2)
где – сила сопротивления производственного механизма, Н;
– радиус приведения кинематической цепи между двигателем и исполнительным механизмом, м;
– скорость поступательного движения, м/с.
Радиус приведения может быть определен по конструктивным параметрам передачи.
При наличии вращающихся частей, обладающих моментами инерции и угловыми скоростями , приведенный момент инерции определяется по формуле
, (3.3)
где – момент инерции якоря (ротора) двигателя и других элементов (муфты, шестерни и т.п.), установленных на валу двигателя.
Приведенный момент инерции масс, движущихся поступательно, рассчитывается по формуле
, (3.4)
где m – суммарная масса поступательно движущихся частей механизма, кг .
Иногда в каталоге для двигателей указывается значение махового момента , кгс.м2. В этом случае момента инерции ротора двигателя, кг.м2, в системе СИ вычисляются по формуле
Если механизм имеет вращающиеся и поступательно движущиеся элементы, то приведенный к валу двигателя момент инерции суммируется [2, 5].
В устройствах, преобразующих вращательное движение в возвратно-поступательное при помощи кривошипно-шатунного механизма, скорость и ускорение поступательно движущихся масс изменяются по величине и по знаку за один оборот кривошипа. Методика определения приведенных момента инерции и момента сопротивления к валу двигателя изложена в [3].