Электропривод стола продольно-строгального станка. Выбор системы электропривода и электродвигателя. Скоростная и упрощённая нагрузочная диаграммы электропривода, страница 4

      

Ток и момент стопорения:

I_ст=2,5∙ I_н=2,5 ∙80,362=200,9А;

М_ст=3∙ М_н =3∙105,973 =317,919 Н∙м;

При 15% момент уставки:

              

Скорость идеального х.х. при U_зс.max = 10 B составляет 333,66 рад/с;

При моменте уставки:                                

   

Сигнал задания скорости при резании:                       

Скорость идеального х.х. для характеристики фрезерования:

Коэффициент ОС по току:

Статизм характеристики резания замкнутой системы:

Рассчитанный статизм замкнутой системы для характеристики фрезерования соответствует требованиям.

Статические характеристики замкнутой системы представлены на рис. 6.

Рис. 6. Статические характеристики замкнутой системы.

8. Расчет и анализ переходных процессов за цикл работы.

При расчете переходных процессов следует учитывать следующее: сигналы устройств в расчетах не должны превышать допустимые уровни физических устройств (для регуляторов это ±10 В). Поэтому необходимо при моделировании предусматривать узлы ограничения уровней сигналов или выбирать соответствующий уровень воздействий (задания или возмущения). При аналитических расчетах, как показывает опыт, отсутствие узлов ограничения не приводит к существенной погрешности.

При кусочно-линейной аппроксимации нелинейных характеристик расчет динамических процессов ведется по этапам на каждом линейном участке с контролем над значением переменной, определяющей окончание участка. На каждом этапе составляются дифференциальные уравнения, определяются корни, находятся аналитические решения с учетом начальных и установившихся значений. Система дифференциальных уравнений, описывающих систему:

      

Правые части уравнений представляют собой установившиеся значения переменных. Корни характеристического уравнения системы:

                                                             

Вид аналитических решений уравнений системы  определяется характером корней  характеристического уравнения: комплексные либо вещественные. Процесс пуска происходит в несколько этапов, определяемых значениями тока якоря и момента.

Переходные процессы разомкнутой системы.

Переходной процесс пуска до пониженной скорости. Он проходит в 2 этапа:

1 этап. MM_c = 102 Н∙м. Протекает электромагнитный процесс. При этом якорь неподвижен (ω=0).

Данные для расчёта:

Т_я=0,00803 с, Т_м=0,013с, К₀=20,033, К₁=12,7, U_зс=9,195 В, с=1,319, R_я=0,065 Ом, М_с=262,284 Н∙м, J=0,346 кг∙м², ω_с=35 рад/с,

К_Т= К_0Т∙ К₀=39,96.

Момент короткого замыкания:

                  

Дифференциальное уравнение:

                                                                                        

Решение имеет вид:

                                                    

Первый этап длится до тех пор, пока момент не превысит значение статического момента. График переходного процесса представлен на рис. 7.

Рис. 7. Первый этап переходного процесса.

Время переходного процесса: t₁ = 0.000017c; значение момента в конце первого этапа: M = M_c = 105 Н∙м.

2 этап. Начало электромеханического переходного процесса, ротор начинает раскручиваться.

Начальные значения:

Установившиеся значения:

Система дифференциальных уравнений для скорости и момента:

                                                                        

Характеристическое уравнение:

                                                                                       (7.7)

Корни характеристического уравнения:

           

Решение ищем в виде:

                                                               

Найдем производные:

                     

Решаем уравнения и относительно коэффициентов A,B,C,D для момента времени t = 0 с учетом начальных условий получаем следующую систему: