Zadanie_9_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 9.1
Расчёт характеристик шагового электродвигателя 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
Задача № 9.1
Исходные данные: вариант 9
Число фаз: = 3; число пар полюсов: = 4; Тип коммутации: разнополярная симметричная; = 10 Н ∙ см ; = 1 Н ∙ см; =
= 0.016 кг ∙ см2
Для шагового микродвигателя с постоянными магнитами на роторе требуется:
1. Изобразить алгоритм коммутации обмоток при управлении двигателем.
Рисунок 1 – Алгоритм коммутации
2
2. Определить величину шага в электрических и механических градусах.
Величина шага ротора двигателя в электрических градусах
360°ШЭ = кт = 15°
Количество тактов схемы управления для шагового двигателя с активным ротором определяется по формуле
Т = · 1 · 2 = 3 · 1 · 2 = 6
Где 1 = 1 при симметричной и 1 = 2 при несимметричной коммутации; 2 = 1 при однополярной и 2 = 2 при разнополярной коммутации
Величина шага ротора двигателя в механических градусах
360° 360°Ш = кт · р = 6 · 4 = 15°
3. Построить статическую угловую характеристику двигателя.
= · sin( э)
Рисунок 2 – статическая угловая характеристика ШД: 1 – исходное положение; 2– положение после одного такта коммутации
4. Вычислить предельный пусковой момент, частоту собственных колебаний ротора и номинальную частоту приемистости.
3
Предельный пусковой момент |
|
|
|
|||
|
= |
· cos ( |
|
) = 10 · cos ( |
|
) = 8.7 Нсм |
|
|
|||||
П |
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|||
Частота собственных угловых колебаний (частота, с которой ротор при отсутствии нагрузочного момента колеблется около устойчивого положения равновесия) определяется по формуле
|
|
|
|
· |
|
|
8,7 · 4 |
|
||
0 = √ |
|
|
|
= |
√ |
|
= 46,6 рад/с |
|||
|
|
|
|
0,016 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
0 |
|
46,6 |
|
|
||||
|
= |
|
|
= |
|
|
|
= 7,4 об/мин |
||
|
|
|
|
|
||||||
0 |
|
2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Номинальная частота приемистости (при номинальном вращающем моменте )/
|
|
|
1 |
|
= |
|
= |
|
= 0,11 |
|
8,7 |
|||
|
|
|
|
|
пр = 0 · √1 − ( − )/2 = 46,6 · 6√1 − 0,11( − 0,11)/2 = 255,2
4
5. Рассчитать и построить механическую характеристику
Построим общие для всех шаговых двигателей характеристики
- частота управляющих импульсов
Рисунок 3 – Механические (штриховые линии) и нагрузочные характеристики шагового ЭП:1 – форсированное управление; 2 – управление
при постоянном напряжении фазы; 3 – момент при прерывистом характере движения
Вывод: В ходе практической работы расчёта характеристик шагового электродвигателя были построены механические и нагрузочные характеристики при форсированном управлении и при постоянном напряжении фазы, статические характеристики шагового ЭД.
5