Zadanie_4_Sergeev
.pdf
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИСТЕТ»
Институт: Инженерная школа энергетики (ИШЭ)
Направление: 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника Отделение: Отделение электроэнергетики и электротехники (ОЭЭ)
Задание 4
Расчёт характеристик асинхронного исполнительного двигателя По дисциплине: Мехатронные системы летательных аппаратов Вариант 9
Выполнил студент гр. 5А06: |
Сергеев А.С. |
(Дата, подпись) |
(Ф.И.О.) |
Проверил: к.т.н., доцент |
_________ |
Гирник А.С. |
(Степень, звание, должность) |
(Дата, подпись) |
(Ф.И.О.) |
Томск 2023
Задание 4.1.
Исходные данные:
Коэф. сигнала: а1= 0,7 а2= 0,35.
Момент: m1=0,55 m2=0.
Механическая характеристика при амплитудном управлении в
относительных единицах: |
|
1,2 = |
2( 1,2 − 1,2) |
1 + 2 |
|
|
1,2 |
Рисунок 1 – Механическая характеристика при двух сигналах управления
Рисунок 2 – Регулировочная характеристика при двух значениях момента при амплитудном управлении
Мощность возбуждения в относительных единицах:
в(1,2) = 0,5(1 − 1,2 ∙ 1,2)
Мощность управления в относительных единицах:
у(1,2) = 0,5 1,2( 1,2 − 1,2)
Механическая мощность в относительных единицах:
мех(1,2) = 1,2 ∙ 1,2 = 1,2 ∙ 1,2 − 0,5(1 + 1,22 ) 1,22
Рисунок 3 – Зависимости мощности возбуждения от частоты вращения при заданных значениях эффективного коэффициента сигнала
Рисунок 4 – Зависимости мощности управления от частоты вращения при заданных значениях эффективного коэффициента сигнала
Рисунок 5 – Зависимости механической мощности от частоты вращения при заданных значениях эффективного коэффициента сигнала
Механическая характеристика при фазовом управлении в относительных единицах:
1,2 = 1,2 − 1,2
Рисунок 6 – Механическая характеристика при фазовом управлении
Рисунок 7 – Регулировочная характеристика при фазовом управлении
Задание 4.2
Данные для выполнения задания приведены в таблице 1.
Таблица 1. Исходные данные
|
|
|
Номер двигателей |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
Мощность Р, Вт |
|
|
|
2,5 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Пусковой момент Мп, |
|
|
64 |
|
|
|
|
|
|
|
15,7 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
Гсм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
Ном. скорость Ω, |
|
|
|
6000 |
|
|
|
|
|
|
18000 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
об/мин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Момент инерции |
|
|
|
1,8 |
|
|
|
|
|
|
0,08 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
ротора Jд Гсм2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Для двигателя ДКИ: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
Uов= 115В; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
Uоу1= 36В до 10Вт; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
Uоу2= 80В свыше 10Вт; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
Для идеализированного двигателя можно считать, что скорость |
|
|||||||||||||||||||||
изменяется по экспоненциальному закону: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= (1 − Тм) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При амплитудном управлении: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
= = |
2 1 1 |
= |
2 ∙ 0,7 ∙ 6000 |
= |
|
|
= |
= |
2 2 1 |
= |
2 ∙ 0,35 ∙ 6000 |
|
= |
|||||||||||
|
|
|
1 + 0,72 |
1 + 2 |
|
|
|||||||||||||||||||
0 |
0 1 |
1 + 2 |
|
|
0 |
0 1 |
|
|
1 + 0,352 |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
= 5,64 ∙ 103 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 3,74 ∙ 103 |
|
||||||||||
|
|
|
Мп( 1) = 1Мкр |
|
|
|
|
|
|
Мп( 2) = 2Мкр |
|
||||||||||||||
Тм = |
|
2 1 |
|
= |
2 ∙ 6000 ∙ 1,8 |
= 226,5 |
|
Тм = |
|
|
2 1 |
= |
2 ∙ 6000 ∙ 1,8 |
|
|||||||||||
|
М (1 + 2) |
64(1 + 0,72) |
|
|
М |
|
(1 + 2) |
64(1 + 0,352) |
|
||||||||||||||||
|
|
|
кр |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кр |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 300,7 |
|
|
|
|
|
|
Рисунок 8 - Динамическая характеристика разгона при амплитудном (при двух значениях эффективного коэффициента сигнала) управлении
При фазовом управлении:
|
= |
|
= 0,7 ∙ 6000 = 4,2 ∙ 103 |
|
= |
= 0,35 ∙ 6000 = |
|||||||
0 |
|
1 |
1 |
|
|
|
0 |
|
2 |
1 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 2,1 ∙ 103 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Мп = 1Мкр |
|
|
Мп = 2Мкр |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Т |
|
= |
1 |
= |
6000 ∙ 1,8 |
= 168,75 |
Т = |
1 |
= |
6000 ∙ 1,8 |
= 168,75 |
||
м |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
Мкр |
64 |
|
м |
Мкр |
|
64 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Рисунок 9 - Динамическая характеристика разгона при фазовом (при двух значениях эффективного коэффициента сигнала) управлении
Для двигателя ДИД:
Uов= 36В;
Uоу= 36В;
Для идеализированного двигателя можно считать, что скорость изменяется по экспоненциальному закону:
−
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= (1 − Тм) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
При амплитудном управлении: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
= |
|
= |
2 1 2 |
= |
2 ∙ 0,7 ∙ 18000 |
|
|
= |
= |
2 2 2 |
= |
2 ∙ 0,35 ∙ 18000 |
|
||||||||
|
1 + 2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
0 |
0 1 |
|
1 + 0,72 |
|
|
0 |
0 1 |
|
1 + 2 |
1 + 0,352 |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
= 16,9 ∙ 103 |
|
|
|
= 11,2 ∙ 103 |
||||||||||||||
|
|
|
Мп( 1) = 1Мкр |
|
|
|
Мп( 2) = 2Мкр |
|||||||||||||||
|
|
|
2 2 |
|
2 ∙ 18000 ∙ 0,08 |
|
|
|
2 2 |
2 ∙ 18000 ∙ 0,08 |
||||||||||||
Тм = |
|
|
= |
|
|
Тм = |
|
|
= |
|
|
|
||||||||||
М |
(1 + 2) |
15,7(1 + 0,72) |
М |
(1 + 2) |
15,7(1 + 0,352) |
|
||||||||||||||||
|
|
кр |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
кр |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 123,11 |
|
|
|
|
|
|
= 163,4 |
|
|
|
|
|||||||
Рисунок 10 - Динамическая характеристика разгона при амплитудном (при двух значениях эффективного коэффициента сигнала) управлении
При фазовом управлении:
|
|
= |
= 0,7 ∙ 18000 = 12,6 ∙ 103 |
|
= |
= 0,35 ∙ 18000 = |
|||||||||
0 |
|
|
1 |
1 |
|
|
|
0 |
|
2 |
1 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 6,3 ∙ 103 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Мп = 1Мкр |
|
|
|
Мп = 2Мкр |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Т |
|
= |
1 |
= |
18000 ∙ 0,25 |
= 91,72 |
Т = |
1 |
= |
18000 ∙ 0,25 |
= 91,72 |
|||
|
м |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
Мкр |
15,7 |
|
м |
Мкр |
|
15,7 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Рисунок 4 - Динамическая характеристика разгона при фазовом (при двух значениях эффективного коэффициента сигнала) управлении
Вывод: в ходе практической работы расчёта характеристик асинхронного исполнительного двигателя были построены механические и регулировочные характеристики при амплитудном управлении, зависимости мощности возбуждения, управления механической мощности от частоты вращения, механическая и регулировочная характеристики при фазовом управлении.