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.