2. Выбор исполнительного двигателя и редуктора следящей системы

При выборе мощности исполнительного двигателя необходимо оптимально подобрать его параметры. Если выбранный исполнительный двигатель окажется с завышением мощности, то это приведет к увеличению габаритов и массы привода, а, следовательно, к увеличению момента инерции ротора двигателя и редуктора, что отрицательно скажется на динамических свойствах системы.

Если выбрать двигатель с заниженной мощностью, то это приведет к недопустимым рассогласованиям в следящей системе при максимальных скоростных нагрузках.

Нагрузка на выходной оси следящей системы определяется моментом статического сопротивления и моментом инерции , а также характером изменения выходной величины во времени.

Выбор электродвигателя:

Тип	Технические данные ЭД
	Uя, В	P, Вт	n, об/мин	Мвр, Н*см	Iя, А	Jя, кг*м^2	Rя, Ом	Мп Н*см
СЛ-521	110	77	3000	25	1.1		8.5	30.2

Габариты

Рисунок 2 Габаритные и установочные размеры двигателя СЛ

По номинальной скорости вращения двигателя и максимальной угловой скорости вала нагрузки определяется передаточное отношение редуктора

В следящих системах обычно используются редукторы с цилиндрическими и коническими колесами, которые обладают высоким коэффициентом полезного действия .

Выберем ширину и диаметр зубчатых колес, а также рассчитаем передаточные числа редуктора.

Оптимизированные передаточные числа редуктора

𝐷𝟏, мм	𝐷𝟐, мм	𝐷𝟑, мм	𝐷𝟒, мм	𝐷𝟓, мм	𝐷𝟔, мм	𝐷𝟕, мм	𝐷𝟖, мм	𝐷𝟗, мм	𝐷𝟏𝟎, мм
40	90	40	40	36	120	20	82	10	105

D2/D1=90/40=2.25

D4/D3=40/40=1

D6/D5=120/36=3.33

D8/D7=82/20=4.1

D10/D9=105/10=10.5

Если для простоты считать колеса сплошными цилиндрами и пренебречь моментами инерции промежуточных валов, то момент инерции редуктора , приведенный к валу двигателя, можно найти как:

– момент инерции шестерни на валу двигателя, выполненной из материала с плотностью (сталь)

По данным двигателя ( и ), редуктора ( , и ), нагрузки ( и ) и заданному ускорению вала нагрузки вычислим эквивалентный момент на валу двигателя:

Численное значение величины номинального момента выбранного двигателя должно несколько превышать полученного значение эквивалентного момента , с целью обеспечения работоспособности следящей системы в случае увеличения нагрузки при эксплуатации.

Условием работоспособности выбранного двигателя является соотношение:

, т.е. условие работоспособности двигателя выполняется.

Передаточная функция двигателей, как отношение угла поворота вала к напряжению питания , имеет следующий вид:

где – коэффициент передачи двигателя, – электромеханическая постоянная двигателя, – электромагнитная постоянная двигателя.

Без учета электромагнитных процессов двигателя (величина электромагнитной постоянной времени в несколько раз меньше электромеханической постоянной ) используется упрощенная передаточная функция вида:

где определяется выражением:

Постоянную :

где – номинальное напряжение двигателя, – номинальный ток якоря двигателя, – сопротивление обмотки якоря двигателя, – номинальная скорость вращения

Постоянную :

Коэффициент передачи двигателя :

Постоянную времени

Таким образом, передаточная функция двигателя: