lektsii_EMS

11

2.Второй этап - расчет усилителя мощности.

3.Третий этап - выбор измерительного устройства (класс точности) и оценка передаточной функции разомкнутой системы.

4.Четвертый этап - коррекция системы и расчет усилительнопреобразовательного устройства (УПУ).

5.Пятый этап - моделирование системы.

Выбор двигателя и расчет редуктора

1.Предварительный выбор двигателя осуществляют по оценке требуемой мощности, используя следующие соотношения:.

Исходя из этих 3 формул, делаем предварительный выбор двигателя так, чтобы мощность выбираемого двигателя оказалась внутри диапазона мощностей, полученных по приведенным выше зависимостям.

Выбрав двигатель, из паспортных данных на него получаем его собственные параметры, котрые используются для продолжения расчетов.

Лекция №3

Расчет силового редуктора для систем с двигателем постоянного тока.

Силовой редуктор (далее – редуктор) – устройство согласования нагрузки и двигателя.

13

На начальном этапе примем: J'p 0 и Jтг 0

Уравнение динамики двигателя постоянного тока:

Uдв I rя C дв (1)Mдв C I

Из паспортных данных известны Uдвном , rя ,Iном ,Jдв ,Pном ном .

Определим C

Домножим первое уравнение (1) на I

I Uдв I2 rя Ic дв

Pсети нагрев мехническая обмоток мощность

I Uдв I2 r Mмех дв

Mмех Uн Iн Iн2 rяном

Mмех Мном М ном дв

15

Совместное решение (3) и (4) позволяет определить возможный диапазон передаточных чисел редуктора при которых момент, развиваемый двигателем превышает требуемый момент со стороны нагрузки. Покажем это графически:

Передаточное число выбирается между ip1 и ip2

ip1 ip ip2

Чем больше ip , тем меньше будет постоянная времени двигателя как инерционного звена.

Далее необходимо проверить пригодность двигателя с редуктором

1)по скорости

2)по моменту

3)по перегреву

16

1)Проверка двигателя по скорости

Двигатель должен вращаться со скоростью близкой к номинальной, если нагрузка вращается с максимальной скоростью

н ip 1,1 1,2 дв

max ном

2) Момент, создаваемый двигателем

3)Проверка по перегреву

Среднеквадратический момент должен быть меньше момента двигателя,

т.е.:

Перегрев рассматривается при синусоидальной заводке. Двигатель

«шевелится», но не вращается, достаточно большие якорные токи приводят к нагреву двигателя. Это неблагоприятный режим для двигателя. Средне квадратическая величина приведенного к валу двигателя момента нагрузки в этом режиме не должна превышать номинальное значение момента для данного двигателя.

Лекция №4

Пояснения к 1), 2), 3):

Mн (t) Mн sign н

M (t) M sign дв

2) и 3) связаны с типовыми режимами. Они справедливы, если Mн (t) и M (t)

считать константами. В самом деле, при равномерной заводке скорость

17

вращения не меняет знак и поэтому моменты сухого трения (включая момент потерь) являются просто константами.

Равномерная заводка

При синусоидальной заводке момент сухого трения будет менять знак и поэтому необходимо оценить максимальное значение момента нагрузки на периоде изменения входного сигнала

(t) Am sin t(t) Am cos t

(t) Am 2 sin t M(t) M sign

Из рисунка следует, что максимального значения нагрузка достигае в моменты

времени t 2 и t 3 2. Величина этого момента по модулю равна:

Мн Jн нmax Мн

18

Таким, образом, те оценки нагрузки, которые мы делали при расчете передаточного числа редуктора сохраняются для любого типового режима по входу.

Изменение температуры двигателя под действием момента нагрузки приближенно оценивается из соотношения:

t

T0(t) A(1 e )

Здесь постоянная времени

- зависит от конструкции двигателя.

Установившееся значение температуры

А = f (нагрузки, конструкции)

Из рисунка видно, что максимальная температура нагрева двигателя зависит не только от величины момента нагрузки (тока якоря), но и от интервала времени действия такого момента. Для синусоидальной нагрузки учитывается среднеквадратическое значение момента нагрузки. То же самое и для тока якоря.

19

Выбор передаточного числа редуктора для асинхронного двухфазного двигателя

При проектировании рассматриваются двигатели, у которых:

Uc 36B; 400 Гц

Схема подключения двигателя показана на рисунке

Механические характеристики такого двигателя имеют вид:

Из каталога определяются Pдв ном ; дв max(xx) ; Mпуск ; Jдв

Номинальный режим приближенно можно определить, используя соотношения:

Pном

Мном хх

20

Проводя линеаризацию механической характеристики для диапазона частот вращения 0 ном , получим систему уравнений, описывющую динамику двигателя:

1. Mдв b Uy a

дв н max ip

Совместное решение уравнений как и для системы с двигателем постоянного тока позволяет оценить возможные значения передаточных

чисел редуктора. Следует обратить внимание, что iр2 может располагаться дальше той точки, которая соответствует номинальному значению скорости двигателя, поэтому здесь следует начать выбор передаточного числа редуктора с проверки пригодности передаточного числа редуктора по скорости.

Проверка

ip дв max (1,1 1,2) ном