Технические характеристики
|
Единицы измерения
|
ДК1 - 2,3
|
Номинальная мощность
|
кВт
|
0,29
|
Номинальная частота вращения
|
об/мин
|
1000
|
Номинальный вращающий момент
|
Нм
|
16,1
|
Номинальное напряжение
|
В
|
48
|
Номинальный ток
|
А
|
7,5
|
Момент инерции якоря
|
кгм2
|
2,08Ч10-3
|
Сопротивление обмотки якоря
|
Ом
|
0,95
|
Индуктивность обмотки якоря
|
Гн
|
-
|
Для выбранного двигателя вычисляем
эквивалентный момент.
- коэффициент,
учитывающий момент инерции редуктора.
кгм;
Проверяем выполнение
условия нагрева: Мдэ ≤ Мном
,45 < 16,1 - условие
выполняется;
Вычисляем передаточное
число редуктора.
Проверяем выполнение
условия обеспечения максимальной скорости
рад/с.
< 208,8 - условие не
выполняется.
Корректируем
передаточное число редуктора
; i = 190.
Проверяем двигатель на
перегрузку.
= 2,5 - коэффициент
перегрузки.
- перегрузка
отсутствует.
Двигатель ДК1 - 2,3
подходит по всем параметрам.
Определим необходимые
параметры двигателя:
- механическая постоянная:
электрическая
постоянная:
сопротивление якоря:
индуктивность якоря:
р = 2 - число пар полюсов; в = 0,3 - коэффициент,
учитывающий конструктивное исполнение двигателя.
Выберем ЭМУ:
Для двигателя ДК1 - 2,3 подберем ЭМУ
5А с параметрами
Номинальная мощность: 0,5 кВт;
Номинальное напряжение: 60 В;
Номинальный ток: 8,3 А;
Коэффициент усиления по напряжению:
(10ч12);
Коэффициент усиления по мощности: ≤
2500;
Постоянная времени обмотки
управления; 0,05 с;
Постоянная времени короткозамкнутой
цепи: 0,04 с.
4. Расчет параметров
передаточных функций элементов
Передаточная функция
электромашинного усилителя:
Кэму
= 11; Ту = 0,05 с; Ткз = 0,04 с.
.
Передаточная функция
двигателя:
электромеханическая постоянная
времени
с.;
- коэффициент передачи двигателя
электромагнитная постоянная времени
с.
- следовательно, ТЭ
пренебрегаем.
Коэффициент редукции:
Коэффициент
предварительного усилителя
Выбираю эмпирически.
5. Моделирование работы
системы
Математическая модель
системы без нелинейности:
При этом график
переходного процесса угловой скорости на выходе имеет вид:
Видно, что отсутствует
перерегулирование, быстродействие равно 3 с.
Математическая модель с
учетом существенной нелинейности:
При этом график
переходного процесса угловой скорости на выходе имеет вид:
Введение нелинейности
уменьшило быстродействие системы(8с).
При увеличении пределов
нелинейности быстродействие системы увеличивается (5с).
Математическая модель с
раскрытым двигателем. Воздействие момента сопротивления равно 0 Нм.
График переходного
процесса тока якоря двигателя имеет вид:
Для преодоления момента
сопротивления, момент, развиваемый двигателем, должен быть много выше
номинального. Этим обьясняется скачёк тока в начале переходного процесса.
При этом график
переходного процесса угловой скорости на выходе имеет вид:
Увеличим момент
сопротивления до значения равному половине номинальному моменту двигателя
(8.05Нм).
При увеличении момента
нагрузки - растет ток якоря.
При этом график
переходного процесса угловой скорости на выходе имеет вид:
Значение угловой скорости
практически не меняется.
Увеличим момент сопротивления до
значения равному номинальному моменту двигателя (16,1Нм).
График переходного процесса тока
якоря двигателя имеет вид:
Увеличилось как скачкообразное, так
и установившееся значение тока. Что свидетельствует об увеличении нагрузки.
При этом график переходного процесса
угловой скорости на выходе имеет вид:
При увеличении нагрузки, скорость не
изменилась.
Математическая модель с
нелинейностью и раскрытым двигателем. Воздействие момента сопротивления -
шаговое. Воздействие момента сопротивления равно 0 Нм.
График переходного процесса тока
якоря двигателя имеет вид:
При этом график переходного процесса
угловой скорости на выходе имеет вид:
Увеличим момент сопротивления до
значения равному половине номинальному моменту двигателя (8.05Нм).
График переходного процесса тока
якоря двигателя имеет вид:
Значение тока якоря увеличилось,
скачкообразно.
При этом график переходного процесса
угловой скорости на выходе имеет вид:
Увеличим момент сопротивления до
значения равному номинальному моменту двигателя (16,1Нм).
График переходного процесса тока
якоря двигателя имеет вид:
При этом график переходного процесса
угловой скорости на выходе имеет вид:
Вывод
В ходе курсовой работы мною была
построена математическая модель привода, и промоделирована работа двигателя в
различных режимах работы с учетом нелинейности. Также была построена обобщенная
функциональная схема привода, произведен энергетический расчет двигателя
постоянного тока, расчет параметров передаточных функций.
Список использованной
литературы
1. Хрущёв В.В.
Электрические машины систем автоматики. - Л.: Энергоатомиздат, 1985.
. Коровин В.В.
Электрические машины - М.: Машиностроение. 1984.
. Лекции по дисциплине
«Приводы роботов».
. Лекции по дисциплине
«Моделирование роботов и РТС».