Алгоритм проектирования электроприводов с применением приемов математического моделирования

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.

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.

Вопросы оценки момента инерции Электродвигателя