07 марта 2016г.
Анализ режимов работы замкнутых электроприводов (ЭП) показывает, что нагрузочный момент представляет собой случайную функцию времени и часто критерии выбора двигателей на основании стандартных режимов S1-S8 [3] оказываются недостаточно обоснованными.
Расчеты нагрузочных диаграмм носят приближенный характер и нередко запас по мощности и времени допустимой работы двигателя, замкнутого ЭП значительно превышают средние и эквивалентные значения. Поэтому для оценки процесса нагрева применяют статистические методы анализа. Кроме того, для следящих приводов мощностью до сотен ватт, приведенный к валу двигателя момент инерции нагрузки JН в несколько раз меньше суммарного момента инерции двигателя и редуктора JДВ,Р.
В связи с этим, одним из подходов к расчёту двигателей является определение оптимального передаточного числа редуктора i0, обеспечивающего максимальное ускорение εН на исполнительном валу следящего ЭП.
Рассмотрим методику выбора двигателя в предположении, что его средняя мощность не превышает мощности, допустимой по нагреву.
Требуемая мощность на исполнительном валу ЭП определяется по формуле [2]
Выбор
и расчет электродвигателей замкнутых электроприводов постоянного тока предлагается проводить в следующем
порядке:
1.
Расчет требуемой мощности двигателя
РТР по формуле (5).
2.
Выбор по каталогу
серийного двигателя
МИ, СЛ, ДПМ, ДИ и определение данных: номинальной мощности
РНОМ, кВт;
номинальной частоты
вращения nНОМ, мин-1. номинального вращающего момента МНОМ, Н· м; момента инерции двигателя
JДВ, кг·м2 ; номинального напряжения UНОМ, В;
тока якоря IЯ , А;
сопротивления обмотки
якоря RЯ , Ом.
3. Расчет оптимального передаточного числа редуктора i0 по формуле (4).
4. Расчет требуемого вращающего момента (МВР) по формуле (2).
5.
Проверка выбранного двигателя на соответствие требованиям по скорости
ΩНОМ > i0 ΩН , где ΩНОМ = πnНОМ/ 30
6. Проверка выбранного двигателя на соответствие требованиям по моменту
МТР /
МНОМ ≤ 2 и МC /
i0 η ≤ МНОМ.
Если требования по скорости не выполняются, необходимо рассчитать
новое
передаточное
число редуктора i1 = ΩНОМ / ΩН и проверить выполнение требований по моменту.
При невыполнении требований по моменту
необходимо выбрать
более мощный двигатель.
7. Определение параметров передаточной функции двигателя:
8. Построение структурной схемы динамической модели
(ССДМ) двигателя:
1)
построение ССДМ двигателя для ЭП с контуром
тока, Рисунке 1;
2)
построение ССДМ двигателя для ЭП с контуром
скорости, Рисунке 2.
Для моделирования построенных ССДМ двигателя с использованием программы
MATLAB-SIMULINК необходимо задать управляющее и возмущающее воздействия: номинальное напряжение питания электродвигателя UУ и статический момент сопротивления нагрузки
МС.
Список литературы
1.
Бутаков В.М., Гатин Б.Ф., Медведев Г.М. Основные этапы проектирования электроприводов // Развитие технических наук в современном мире: Сборник научных трудов по итогам международной научно- практической конференции. № 2. – Воронеж,
2015. – С. 180–183
2. Смирнова В.И., Разинцев
В.И. Проектирование и расчет автоматизированных приводов. – М.: Машиностроение, 1990. – 368 с.
3.
Чиликин М.Г.,
Сандлер А.С. Общий курс электропривода. – М.: Энергоиздат, 1981. – 515 с.
