16_1
.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 16.1
Анализ схем следящего электропривода летательного аппарата
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 № 16.1
1.Изучить назначение и функции следящего электропривода ЛА.
2.Ознакомиться с описанием следящего электропривода ЛА, представленного на рис. 3.
3.Составить описание следящего электропривода ЛА, представленного на рис. 1.
4.Привести свой пример следящего электропривода ЛА.
5.Провести анализ представленной схемы (примера) на предмет её соответствия предъявляемым к электроприводам ЛА требований.
1)Составить описание следящего электропривода ЛА
Рисунок 1 – Схема следящего электропривода переменного тока
В следящем электроприводе широкое применение находят асинхронные двигатели, которые отличаются надежностью в работе и долговечностью.
Двигатель имеет обмотки возбуждения ОВ и управления ОУ, которые питаются сдвинутым по фазе на 90° напряжением.
Регулирование скорости двигателя осуществляется изменением действующего значения напряжения на ОУ, которая получает питание от фазы А трехфазной сети переменного тока через тиристоры VS1— VS4.
Обмотка возбуждения ОВ связана с фазами В, С через тиристоры VS5— VS6. Тиристоры VS1—VS6 образуют стандартные схемы регуляторов напряжения переменного тока. Они попарно включены по встречнопараллельной схеме, что обеспечивает протекание тока по обмоткам в оба полупериода питающего напряжения.
Рассогласование между задающей осью и валом электропривода измеряется с помощью сельсинной пары, состоящей из сельсина-датчика СД и сельсина-приемника СП. Положение ротора СД задает входной сигнал, а положение ротора СП определяет угол поворота вала электропривода. Сигнал рассогласования, снимаемый с обмотки статора СП, пропорционален разности углов, а фаза этого напряжения определяется знаком этой разности (ошибки).
Сигнал рассогласования подается на вход фазочувствительного усилителя У. После прохождения через корректирующее звено, состоящее из резисторов Rl, R2 и конденсатора С1, сигнал рассогласования усиливается усилителемУ2 и в виде напряжений и поступает на блок управления тиристорами.
Схема работает следующим образом. При появлении сигнала рассогласования ФУ подает импульсы управления на тиристоры VS1, VS2, VS5, VS6. Тиристоры открываются, и на ОУ и
ОВ подаются напряжения Uoy и UO B, которые пропорциональны сигналу рассогласования UM. Двигатель М начинает вращаться, уменьшая угол рассогласования между осями сельсинов СД и СП.
2) Привести свой пример следящего электропривода ЛА.
Следящий электропривод с непрерывным управлением
Вариант такого электропривода приведен на рисунке 2.
Рисунок 2 – Следящий электропривод с непрерывным управлением
Для измерения угла рассогласования вх вых используются сельсиндатчик (СД) и сельсин-приемник (СП), включенные по трансформаторной схеме. Ротор СД соединен с задающим валом, а ротор СП – с выходным валом электродвигателя М.
При согласованном положении роторов ( вх вых) выходное напряжение U , снимаемое с однофазной обмотки СП, равно нулю. Равны нулю напряжение Uвых на управляющей обмотке ОУ электромашинного усилителя и напряжение U питания электродвигателя.
При повороте задающего вала на выходе СП появляется напряжение UUm sin , фаза которого зависит от знака угла рассогласования . На выходе фазочувствительного усилителя (ФЧУ) появляется напряжение Uвых соответствующей полярности. Появляется напряжение U на электродвигателе М, и он поворачивает выходной вал и вместе с ним ротор СП до согласованного положения роторов. Таким образом, выходной силовой вал повторяет перемещение задающего вала.
3) Провести анализ представленной схемы (примера) на предмет её соответствия предъявляемым к электроприводам ЛА требований.
Рисунок 3 – Схема следящего электропривода постоянного тока
Достоинством данной схемы релейного принципа действия являются их простота, надежность и возможность получения оптимальных траекторий движения исполнительных органов рабочих машин.
В электромеханических системах с высокоскоростными двигателями (n 3000 об/мин) с большим собственным моментом инерции достаточно просто обеспечивается устойчивость по управляющему воздействию и невысокая чувствительность к колебаниям нагрузки вследствие высокого демпфирования и небольшой собственной частоты самого двигателя.
Низкоскоростные двигатели (n 1000 об/мин), устанавливаемые непосредственно на ходовой вал, обеспечивают несколько большее быстродействие, так как момент инерции ходового винта с двигателем меньше приведенного момента инерции высокоскоростного двигателя, редуктора и ходового винта. Кроме того, низкоскоростные двигатели развивают большие моменты, чем высокоскоростные. Но они имеют большие габариты и массу.
Основным недостатком двигателя является наличие трущегося токосъемного щеточно-коллекторного узла, снижающего надежность и возможность работы в условиях агрессивных сред. Этот недостаток особенно ощутим при работе станка в условиях автоматизированной системы, так как наличие щеточно-коллекторного узла требует частых профилактических осмотров.