Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
Кафедра Автоматики и Управления в технических системах
Отчет по лабораторной работе № 1
Исследование одномассовой электромеханической системы с электроприводом постоянного тока
По дисциплине Электромеханические Системы
Москва 2010
1. Составление расчетной схемы электромеханической системы (момент нагрузки приложен к валу исполнительного механизма).
Рис. 1 Расчетная схема электромеханической системы
2. Составление уравнений для установившегося режима работы.
2.1. Составление отдельных уравнений для электрической и механической цепей двигателя.
(1)
(2)
Уравнения (1) и (2) являются уравнениями электрической и механической цепей соответственно, где:
U- номинальное напряжение, В
I- номинальный ток, А
R- сопротивление якорной цепи, Ом
ω- номинальная скорость вращения, рад/с
Mc- момент нагрузки, Нм
Ce - коэффициент пропорциональности между ЭДС и скоростью вращения двигателя
Cm - коэффициент пропорциональности между моментом сопротивления и током двигателя
В исходных данных ωзадана в об/мин, но для дальнейших вычислений ее нужно привести к размерности вида рад/с :
(3)
где:
n- номинальное количество оборотов, совершаемое двигателем в минуту (2800)
π - 3,14
Отсюда ω = 293,067 рад/с.
Из уравнений (1) и (2) получим значения Мси Се:
Вс.
Так как Се= См, то:
Нм.
2.2 Составление единого уравнения двигателя.
Из уравнений (1) и (2) выведем ω:
(4)
Уравнение (4) является единым уравнением двигателя.
Согласно уравнению (4) ω = 293,067 рад/с
Величины
и
называются коэффициентами передачи
двигателя по управляющему воздействию
и нагрузке соответственно и равны:
=,404
=0,493
1
2.3 Составление структурной схемы двигателя.
Согласно уравнению (4) составляем структурную схему двигателя:
Рис.2 Структурная схема двигателя
2.4 Механическая и регулировочная характеристики.
Механическая характеристики– зависимость скорости от момента нагрузки при постоянном значении якорного тока.
Регулировочная характеристика– зависимость скорости от напряжения.
Двигатель в режиме холостого хода и под нагрузкой имеет разные скорости вращения. Скорость двигателя в режиме холостого хода и падение скорости под нагрузкой можно связать с коэффициентами передачи двигателя по управляющему воздействию и нагрузки:
=
294,84 рад/с (5)
=
1,773 рад/с (6)
Уравнения (5) и (6) являются уравнениями скорости двигателя при холостом ходе и падения скорости под нагрузкой соответственно.
Графическую интерпретацию эти коэффициенты имеют как тангенсы углов «α» и «β»:
Рис.3 Механическая характеристика
Рис.4 Регулировочная характеристика
На характеристике:
Uном – номинальное напряжение;
Uтр– напряжение троганья;
ω0, ωном– скорость вращения ненагруженного двигателя и номинальная скорость вращения двигателя
Для нашего двигателя:
=
1,404