ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.11.2023
Просмотров: 119
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
00408
+
164
412,
322
)
⋅412,
32⋅0,
401
+
170
412,
32⋅0,
8
=
1,
15
Н⋅м
6.
Проверяем
выбранный
ЭД
на
соответствие
требований
по
моменту
МТР
МНОМ
=
1,
15
1,
2
=
0,
96
≤
2
,
МН
i1η
=
170
412,
32⋅0,
8
=
0,
52<
МНОМ=
1,
2.
Расчеты
показали,
что
требования
по
моменту
выполняются.
7.
Рассчитываем
параметры
динамической
модели
ЭД.
1)
Определяем
коэффициент
противо-
ЭДС
К
Е
=
U
НОМ
−
I
Я
R
Я
ΩНОМ
=
60
−
8,
2⋅0,
192
314
=
0,
186
В⋅с/
рад.
2)
Определяем
коэффициент
момента
К
М
=
МНОМ
I
Я
=
1,
2
8,
2
=
0,
146
Н⋅м/
А
.
53
3)
Определяем
электромеханическую
постоянную
времени
ЭД
Т
м
=
(
J
дв
+
J
н
i0
2
)
Rя
К
Е
К
м
=
(
40,
8
⋅10−4
+
164
412,
322
)
⋅0,
192
0,
186⋅0,
146
=
0,
036с.
4)
Для
определения
электромагнитной
постоянной
времени
ЭД
вычисляется
индуктивность
якоря
LЯ
<
ТмRя
4
=
0,
036⋅0,
192
4
=
0,
0017
Г.
Принимаем
LЯ
=
0,
0008
Г.
Тогда
Т
Э
=
LЯ
RЯ
=
0,
0008
0,
192
=
0,
0042с.
Моделирование
электродвигателя
На
рисунке
2.
2
показана
ССДМ
ЭД
с
буквенными
обозначениями.
Переходим
к
расчёту
соответствующих
коэффициентов
и
параметров
ЭД.
Рисунок
2.
2
-
Структурная
схема
динамической
модели
электродвигателя
54
1
R
Я
=
1
0,
192
=
5,
21
Ом−1
;
1
i0η
K
М
=
1
412
,
32⋅0,
8⋅0,
146
=
0,
021
А/
Н⋅м;
RЯ
КЕТМ
=
0,
192
0,
186⋅0,
036
=
29
,
01рад/
А⋅с2.
С
учетом
полученных
численных
значений
ССДМ
принимает
вид,
изображенный
на
рисунке
2.
3.
Рисунок
2.
3
-
Структурная
схема
динамической
модели
электродвигателя
с
числовыми
значениями
На
рисунке
2.
4
и
рисунке
2.
5
представлены
результаты
моделирования
при
следующих
параметрах
ЭД
серии
МИ-
22:
-
напряжение
питания
Uном
=
60
В;
-
сопротивление
обмотки
якоря
=
0,
192
Ом;
-
номинальный
момент
=
1,
2
;
55
R
я
М
ном
Н
м
-
коэффициент
противо-
ЭДС
;
-
коэффициент
;
-
электромеханическая
постоянная
времени
ЭД
Тм
=
0,
036
с;
-
электромагнитная
постоянная
времени
ЭД
Тэ
=
0,
0042
с.
Рисунок
2.
4
-
Переходная
характеристика
двигателя
по
управляющему
воздействию
Рисунок
2.
5
-
Переходная
характеристика
двигателя
по
моменту
сопротивления
56
K
Е
0
,
186
В
с/
рад
К
м
0
,
146
Н
м/
А
Апериодический
характер
графиков
подтверждает
правильность
расчёта
постоянных
времени
ТМ
и
ТЭ.
Установившиеся
значения
скорости
вращения
ЭД
при
наличии
управляющего
воздействия
и
момента
сопротивления
составляют,
соответственно,
Ωуст=
322
,
6
рад/
с
и
Ωуст
м
=
3
,
63
рад/
с.
Паспортное
номинальное
значение
угловой
скорости
вращения
ЭД
МИ-
22
составляет
ΩНОМ
=
314
рад/
с
и
незначительно
отличается
от
результатов
моделирования
(
Ωуст=
322
,
6
рад/
с
)
.
Это
позволяет
сделать
вывод
о
правильности
проведённых
расчётов.
Определим
относительную
погрешность
по
формуле
Δ=
Ωуст
м
Ωуст
⋅100%
=
3,
63
322
,
6
⋅100%
=
1,
13%
.
Полученное
значение
характеризует
наклон
механической
характеристики
ЭД
за
счёт
наличия
моментной
составляющей
погрешности
Ωуст
м
=
3
,
63
рад/
с.
Для
устранения
моментной
составляющей
ошибки
Ωуст
м
необходимо
в
контуре
скорости
разрабатываемого
ЭП
применить
настройку
на
симметричный
оптимум,
что
позволит
повысить
порядок
астатизма
и
увеличить
жесткость
механической
характеристики
привода
в
целом.
57
2.
3
Разработка
корректирующего
устройства
контура
тока
КТ
состоит
из
РТ,
БП,
а
также
включает
якорную
цепь
ЭД
и
ДТ.
Динамические
модели
БП,
ЭД
и
ДТ
известны.
БП,
как
правило,
включает
широтно-
импульсный
преобразователь
(
ШИП)
,
на
выходе
которого
формируется
последовательность
импульсов
переменной
скважности
γ
и
является
существенно
нелинейным
элементом
[
4]
.
Вместе
с
тем,
частота
среза
КТ
находится
значительно
ниже
зоны
рабочих
частот
БП
и,
поэтому,
для
решения
практических
задач
полагают,
что
динамические
свойства
БП,
с
большой
степенью
точности,
описываются
инерционным
звеном
с
передаточной
функцией
W
БП(
s)
=
КБП
Т
БП
s+
1
(
2.
1)
ДТ
формирует
сигнал,
пропорциональный
току
IЯ,
протекающему
в
обмотке
якоря,
обеспечивает
гальваническую
развязку
силовой
цепи
и
цепи
прохождения
управляющего
сигнала.
Его
динамические
свойства
также
описываются
инерционным
звеном
W
ДТ
(
s
)
=
К
ДТ
Т
ДТ
s+
1
(
2.
2)
Параметры
динамической
модели
ЭД
рассчитаны
в
разделе
4,
поэтому
синтез
РТ
сводится
к
определению
его
структуры
и
расчету
параметров,
обеспечивающих
настройку
КТ
на
ОМ.
На
основании
изложенного
ССДМ
КТ
принимает
вид,
изображенный
на
рисунке
2.
6.
58
В
полученной
схеме
изменение
ЭДС
Е(
s)
является
возмущающим
воздействием
для
ЭД.
Однако,
изменение
угловой
скорости
ЭД
ΩДВ(
s)
зависит
от
электромеханической
постоянной
времени
ТМ,
а
быстродействие
процессов,
протекающих
в
КТ,
достаточно
велико.
Поэтому
внутренней
ООС
по
ЭДС
в
дальнейшем
будем
пренебрегать,
полагая,
что
Е(
s)
=
0.
Рисунок
2.
6
-
Структурная
схема
динамической
модели
контура
тока
Определяем
параметры
РТ
и
строим
динамическую
модель
КТ
скоростного
следящего
ЭП
рабочего
органа
с
ЭД
МИ-
22,
если
коэффициент
передачи
БП
КБП=
12;
постоянная
времени
фильтра
ТФ=
0,
002
с;
число
пульсаций
выпрямленного
напряжения
за
период
m=
9;
частота
питающего
напряжения
бортового
преобразователя
fП=
400
Гц;
входное
напряжение
суммирующего
усилителя
контура
тока
UВХ
КТ
=
9
В,
постоянная
времени
ДТ
ТДТ=
0,
004
с.
1.
Рассчитываем
коэффициент
передачи
ДТ
K
ДТ=
Uвх
кт
I
я
=
9
8,
2
=
1,
1В/
А
2.
Рассчитываем
суммарную
малую
постоянную
времени
КТ.
Номинальная
мощность
ЭД
МИ-
22
РНОМ=
0,
37
кВт.
Номинальная
мощность
выбранного
ЭД
превышает
значение
0,
2
кВт.
Поэтому
постоянная
времени
БП
определится
по
формуле:
59
Т
БП=
ТФ+
1
2
f
П
m
=
0
,
002+
1
2⋅400⋅9
=
0
,
0021
с
.
Для
расчета
суммарной
малой
постоянной
времени
КТ
следует
воспользоваться
выражением,
тогда
Т
Σ
КТ
=
Т
БП+
Т
ДТ=
0,
0021+
0,
004=
0,
0061
с
.
3.
Определяем
параметры
РТ.
Рассчитывается
коэффициент
передачи
РТ
КРТ=
RЯТЭ
2ТΣ
КТ
К
БП
К
ДТ
=
0,
192⋅0,
0042
2⋅0
,
0061⋅12⋅1,
1
=
0,
005.
Постоянная
времени
РТ,
согласно,
равна
электромагнитной
постоянной
времени
ЭД
Т
РТ=
ТЭ=
0,
0042
с.
.
4.
Для
построения
ССДМ
КТ
в
соответствии
с
вычисляется
передаточная
функция
регулятора
тока
W
РТ
(
s)
=
К
РТТРТs+
КРТ
Т
РТ
s
=
0
,
005⋅0
,
0042s+
0
,
005
0
,
0042
s
=
0
,
000021s+
0
,
005
0
,
0042
s
.
ССДМ
КТ
с
ПИ-
регулятором,
настроенного
на
ОМ
с
числовыми
значениями
получается
путем
подстановки
заданных
и
рассчитанных
числовых
значений
в
схему.
60
Рисунок
2.
7
-
Структурная
схема
динамической
модели
контура
тока
с
числовыми
значениями
Необходимо
построить
переходную
характеристику
КТ
и
ЛЧХ
с
применением
моделирующей
программы
и
провести
анализ
результатов
моделирования.
1.
Построение
переходной
характеристики
КТ
по
задающему
воздействию,
которое
принимается
равным
U
вх
кт
=
9
В
.
Получаем
переходную
характеристику
КТ
по
задающему
воздействию,
изображённую
на
рисунке
2.
8.
Рисунок
2.
8
-
Переходная
характеристика
контура
тока
по
задающему
воздействию
61
Построение
ЛЧХ
КТ
Программа
для
получения
ЛЧХ
КТ
принимает
вид:
>
>
num1=
[
0.
000021
0.
005]
;
>
>
den1=
[
0.
0042
0]
;
>
>
sys1=
tf(
num1,
den1)
Transfer
function:
2.
1e-
005
s
+
0.
005
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-