Основные технические характеристики двигателя
|
Тип двигателя |
UНОМ В |
МП Нм |
NНОМ об/мин |
МНОМ Нм |
IНОМ, А |
КПД, % |
|
ДШ-0,04 |
27 |
29,4 |
1050 |
4 |
1.2 |
50 |
Так как студенты не в состоянии произвести расчеты по шагам и фазам, с учебной целью принимать, что шаговый двигатель эквивалентен двигателю постоянного тока, причем скорость вращения определять по числу шагов за один оборот.
С учетом того, что управление двигателем осуществляется в импульсном режиме, функциональная схема будет иметь вид[2]:
Двигатель Д2
Рисунок 3.2.3 - Функциональная схема астатической системы регулирования температуры
Система действует следующим образом: при подаче сигнала на вход от задатчика начинает вращаться вал двигателя Д1, перемещая движок реостата R. В связи с этим возрастает ток двигателя Д2, вращение вала последнего через компрессор увеличивает подачу топлива в объект (печь). По мере нарастания сигнала Хос рассогласование уменьшается до нуля, вал двигателя Д1 останавливается, а двигатель Д2 продолжает действовать, поддерживая Хвых на уровне, установленном задатчиком.
Импульсное управление двигателем позволяет осуществить свойство полупроводниковых транзисторов и тиристоров работать в ключевом режиме со временем перехода из закрытого состояния в открытое и обратно за микросекунды. Наибольшее распространение получили схемы якорного управления двигателем, когда на якорную обмотку двигателя независимого возбуждения периодически подается постоянное напряжение. При этом за время включенного состояния от источника к двигателю происходит передача энергии, одна часть которой передается через вал двигателя к нагрузке, а другая накапливается в виде электромагнитной энергии. За счет последней двигатель продолжает развивать вращающий момент в отключенном состоянии.
Применяется 2 способа управления двигателем:
симметричный способ управления двигателем;
несимметричный способ управления двигателем.
Т
-образная
схема управления двигателем представлена
на рисунке 3.2.4.
Рисунок 3.2.4 - Т-образная схема управления двигателем
П-образная схема управления двигателем представлена на рисунке 3.2.5.
Рисунок 3.2.5 - П-образная схема управления двигателем
Достоинством симметричного метода управления двигателем является ее несложность, а недостатки следующие:
когда вращения нет, то по цепи якоря двигателя протекает переменный ток, из-за чего возможна вибрация вращающейся части двигателя под действием переменного тока – дрожание, (военные считают это достоинством симметричного способа управления, так как при дрожании размягчается смазка, уменьшается нечувствительность);
одновременно коммутируются все четыре ключа, отсюда вытекает, что это ведет к высоким потерям на ключах в импульсе.
Достоинством схемы несимметричного управления является то, что ток протекает через один ключ (в 2 раза меньше потери как в статике, так и в динамике).
Т-схема лучше чем П, но ей необходимы комплементарные пары, а также транзисторы VT1, VT3 и диоды VD1, VD3 должны выдерживать двойное напряжение в сравнении с П-схемой.
В данном курсовом проекте задана П-образная схема и интегральный закон управления выходным каскадом, выберем несимметричный способ управления двигателем.
Данная схема подключена непосредственно к предмощному каскаду, так как для открывания мощных транзисторов необходим большой ток. Предмощный каскад подключается к оптопаре. Это необходимо для того, чтобы токи высоких частот большой силы не создали помех для работы высокочувствительного формирователя ШИМ. Гальваническая развязка на оптопарах способствует более безопасной работе схемы. Т.к. выходное напряжение с измерительного моста задатчика имеет величину нескольких мВт, то необходим усилитель этого выходного сигнала. После усилителя сигнал поступает на схему ШИМ. Устройство питается от источников напряжения стабилизированных и не стабилизированных.