Освоение инженерных методов расчета цифровых и цифроаналоговых систем следящих электроприводов, страница 4

8.   Построить графики переходных процессов с учетом этого корректирующего устройства.

Требования к оформлению

На защиту курсовой работы представляется пояснительная записка, содержащая необходимые расчеты и рисунки, а также 2 листа графического материала. На листы выносятся: кинематическая схема, нагрузочная диаграмма, функциональная схема электропривода, упрощенная электрическая схема силовой части, структурные схемы непрерывного прототипа электропривода и его цифровой реализации, частотные характеристики и графики переходных процессов.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КРСОВОГО ПРОЕКТА

1.  Энергетический расчет и выбор типа

электродвигателя

Для выбора типа электродвигателя приведем силы, действующие на исполнительный механизм к валу электродвигателя, по формуле:

 [Нм],                                                                      (1)

где  [м/рад].

Для рассматриваемой нагрузочной диаграммы по формуле (1) необходимо рассчитать три значения момента ,  и , соответствующих каждому участку.

Выбор электродвигателя рекомендуется производить методом эквивалентного момента, который для рассматриваемого случая рассчитывается по формуле:

 [Нм], где ,  и  – время действия соответствующей величины момента (силы).

Для выбора электродвигателя кроме величины эквивалентного момента  необходимо знать требуемую максимальную величину скорости вала двигателя. Для рассматриваемой кинематической схемы исполнительного механизма максимальная круговая частота вращения вала двигателя рассчитывается по формуле

 [рад/с].

Соответствующая ей скорость вращения вала в оборотах в минуту

 [об/мин].

Выбор электродвигателя производят по рассчитанным значениям   и , причем номинальный момент двигателя должен быть больше эквивалентного

, и номинальная скорость двигателя также должна быть не меньше :

.

Необходимый двигатель серий ДПУ, ДК, ПБВ, 2ПБВ можно выбрать по справочным данным, приведенным в [1, 2].

Для дальнейших расчетов необходима следующая информация о двигателе:

 [Нм] – номинальный момент;

 [Нм] – максимальный момент;

 [А] – номинальный ток;

 [об/мин] – номинальная скорость;

 [В] – номинальное напряжение;

 [кгм²] – момент инерции ротора;

 [с] – электромагнитная постоянная времени якоря;

 [с] – электромеханическая постоянная времени двигателя;

 [Ом] – активное сопротивление цепи якоря;

 [Гн] – индуктивность цепи якоря.

Выбранный электродвигатель необходимо проверить на перегрузочную способность. При этом должно выполняться соотношение:

, где  [кгм²] – приведенный к валу двигателя момент инерции;  [рад/с²] – максимальное заданное угловое ускорение вала двигателя.

2.  Расчет параметров передаточных функций

двигателя, исполнительного механизма и силового преобразователя

Передаточная функция двигателя по управляющему воздействию определяется выражением

,                                                     (2)

где  [рад/Вс];  [Вс/рад],

 [с];  [с];  [Нм/А].

Как следует из приведенных формул и в соответствии с заданием величину электромагнитной и электромеханической постоянных времени необходимо пересчитать. При этом принимается, что

; .

Если в технических характеристиках электродвигателя не приводится значений  и , то их можно определить из совокупности выражений:

; ; ; .

Необходимо найти численные значения параметров передаточной функции (2) двигателя по управляющему воздействию. При этом в четных вариантах следует вычислить корни знаменателя передаточной функции (2):  и

Если корни получатся отрицательными вещественными, то передаточную функцию двигателя можно представить двойным апериодическим звеном:

, где  [с],  [с].

Если корни знаменателя получились комплексно-сопряженными, то передаточную функцию двигателя необходимо представить в виде колебательного звена

Передаточная функция исполнительного механизма представляется в виде интегрирующего звена

, где  [мкм/рад].