2.4.2 Выбор и расчет двигателя. Используем двигатель постоянного тока серии 2пб175мухл3. /6, с.128 /.

Технические характеристики 2ПБ175МУХЛ3.

Номинальная мощность Р_ном, кВт 7,5.

Номинальное напряжение U_ном, В 220 ÷ 440.

Номинальная частота вращения двигателя nном, об/мин 1500.

Номинальный момент М_ном, Нм 1,96.

Ток якоря I_я, А 20.

Сопротивление якоря R_я, Ом 2,4.

Момент инерции двигателя J_дв, кгм³ 0,15.

Номинальный КПД η 0,875.

Принимается:

Частота вращения нагрузки n_н, об/мин 1500.

Момент инерции нагрузки J_н, кгм³ 8.

Передаточная функция ДПТ представляется как /12, с. 59/:

(9)

(электрической постоянной данного двигателя можно пренебречь).

Определим номинальную скорость вращения нагрузки:

(рад/с);

(рад/с).

Так как _ном = _треб, то выбранный двигатель по скорости проходит.

Определим конструктивные постоянные двигателя по ЭДС и по моменту:

(В·с/рад);

(Н·м/А).

Эквивалентный момент инерции:

(кгм²).

Механическая постоянная времени:

(с).

Коэффициент передачи двигателя:

.

Передаточная функция ДПТ:

. (10)

2.4.3 Выбор и расчет передаточной функции клапана. Для рассматриваемой системы необходимо подобрать запорный клапан с управлением по электрическому сигналу, а также по характеристикам конструируемой системы. Клапан запорный электромагнитный КРТ-НО DN25 PN16 серия 210 соответствует всем требованиям, предъявляемым при построении конструируемой системы автоматического управления ферментером, поэтому следует считать целесообразным применение данного устройства для конструирования системы.

Технические характеристики клапана КРТ-НО DN25 PN16 серия 210.

Исполнение клапана нормально открытый.

Условный проход, DN, мм 25.

Рабочее давление Р, атм до 5.

Диаметр клапана d, см 6.

Агрегатное состояние рабочей среды жидкость, газ, пар.

Время открытия/закрытия, с 0,2 ÷ 0,5.

Клапан представляет собой нелинейный элемент с нелинейной характеристикой (рисунок 2), что необходимо учитывать при расчете передаточной функции элемента.

Рисунок 2 – Нелинейная статическая характеристика клапана

Для данного вида нелинейности передаточная функция клапана находится по формуле /7, с. 201/:

. (11)

Функция q(p) по атласу Топчеева имеет вид:

,

где С = 380 В - это значение напряжения в граничной точке;

А = 2∙10⁵ Па - амплитудное значение давления в системе.

Таким образом, значение передаточной функции будет иметь вид:

. (12)