Алгоритм проектирования электроприводов с применением приемов математического моделирования

Страницы работы

Содержание работы

Алгоритм проектирования

электроприводов с применением

приемов математического моделирования

Алгоритм проектирования регулируемого электропривода состоит из последовательного решения следующих задач:

-  выбор типа и мощности исполнительного двигателя и передаточного отношения редуктора;

-  расчет эквивалентных параметров исполнительного двигателя;

-  выбор типа и мощности преобразователя;

-  определение или расчет электромагнитных и электромеханических параметров машины и преобразователя (параметров математической модели);

-  разработка функциональной модели преобразователя;

– структурный и параметрический синтез электропривода по «гладкой» составляющей;

-  расчет и анализ (если это продиктовано техническим заданием) механических и регулировочных характеристик электропривода;

-  разработка виртуальной модели электропривода;

-  анализ энергетических характеристик электропривода, в котором рассчитываются квазистатические потери в двигателе, полупроводниковом преобразователе и  источнике питания, гармонические составляющие на входе и выходе преобразователя, энергетические параметры системы такие, как коэффициент мощности, коэффициент полезного действия, коэффициент гармоник и др.;

-  анализ   динамических   процессов   в   полупроводниковых элементах преобразователя и расчет динамических потерь в этих элементах с последующим синтезом демфирующих цепей, если такая необходимость появится.

Задачу проектирования электропривода в современных условиях формулируют как достижение цели проектирования при наличии базы данных с использованием базы знаний.

Глобальная цель проектирования, определенная ТЗ, не может быть реализована сразу, обычно она разбивается на несколько этапов, для которых формулируются частные цели проектирования. В процессе достижения этих частных целей изменяются база данных и база знаний.

В приведенной ниже таблице представлено содержание каждого этапа проектирования  электропривода и показаны прикладные пакеты, реализующие это содержание.

Характеристика этапов:

1.  Целью расчета каждого этапа является синтез  структуры системы, выбор параметров элементов, расчет характеристик, сравнение результатов расчета с техническими требованиями.

2.  Каждый этап должен включать базу данных, которая  содержит в себе параметры элементов и их основные  характеристики.

3.  Процедура расчета каждого этапа является процедурой итерационной.

4.  Итерация между этапами допустима, но это процесс трудоемкий. В уменьшении или исключении итераций значительную роль играет база знаний.

5.  Каждый этап проектирования связан с определенным программным пакетом.

6.  Результаты предшествующих расчетов включаются в базу данных последующего этапа.

Средства

Этапы проектирования

эскизного

технического

рабочего

База данных

Источники энергии, электрические машины, полупроводниковые преобразователи, механические узлы сопряжения

Передаточные функции (математическое описание) всех звеньев системы

Структура и параметры системы. Элементная база силовой электроники. Элементная база устройств защиты и сигнализации. Элементная база микросхемотехники и микропроцессорной техники

База знаний

Техническое задание. Знания экспертов. Пакеты прикладных программ (AutoCad, MatCad, MatLab)

Знания экспертов. Пакеты прикладных программ (MatLab, Simulmk)

Знания экспертов. Пакеты прикладных программ (MatLab, OrCad, Workbench, TCAD)

Цель проектирования

Расчет момента, мощности, токов, анализ тепловых процессов в машине, выбор типа преобразователя, определение концепции управления

Структурный и параметрический синтез системы управления. Анализ статических и динамических характеристик системы. Расчет электромагнитных нагрузок на элементы преобразователя по «гладкой составляющей»

Анализ динамических процессов в полупроводниковых элементах. Анализ процессов в системе управления. Программирование микропроцессора. Эксперимент

Компьютерные технологии  в проектировании современных систем электропривода подразумевают максимальное использование средств,  предоставляемых современными программными пакетами.

Разработчик должен иметь отчетливое представление о физических принципах работы всех компонентов привода (усилитель мощности, исполнительный электродвигатель, редуктор, рабочий орган) и иметь информацию, характеризующие свойства этих элементов.

Общие вопросы электропривода характеризует приведенный ниже рисунок.

Обратное напряжение, длительно допустимое значение тока

Значения напряжений якоря и обмотки возбуждения.

Сила тока в якоре и обмотки возбуждения.

Значения сопротивления обмоток. Индуктивность обмоток. Момент инерции якоря.

Весогабаритные показатели. Степень и способ защиты от влияния окружающей среды.

Величина передаваемого момента, люфт, потери, габариты, способ крепления.

Момент инерции, момент сопротивления при различных значениях скорости.

Вопросы оценки момента инерции Электродвигателя

Похожие материалы

Информация о работе

Тип:
Конспекты лекций
Размер файла:
306 Kb
Скачали:
0