Выбор исполнительного двигателя. Расчет основных параметров редуктора. Аппроксимация механической характеристики

Техническое задание.

Сведения  о нагрузке:

Момент нагрузки, M_н = 1,5 Н·м

Момент инерции нагрузки, J_н = 2 Н·м·с²

Максимальный угол поворота, α_m = 2π рад.

Максимальная угловая скорость, Ω_m = 1 c^-1

Максимальное угловое ускорение, ε_m = 1 c^-2

Требования к качеству работы:

Допустимая статическая ошибка, X_ст = 10 угл.мин.

Допустимая скоростная ошибка, Х_ск = 15 угл.мин.

Показатель колебательности, М = 1,2

Род тока – любой.

1. Анализ технического задания.

Момент нагрузки, в зависимости от типа исполнительного механизма системы управления, может быть: шарнирным, вентиляторным, моментом вязкого или сухого трения, моментом неуравновешенности. В ряде случаев нельзя выделить какую-то преобладающую составляющую и пренебречь всеми остальными. Для определения характера нагрузки и типа объекта управления производится анализ технического задания.

Исполнительный механизм проектируемого электропривода имеет малый момент нагрузки и момент инерции при неограниченном угле поворота, также система имеет невысокое значения перерегулирования и должна обеспечивать достаточно большое угловое ускорение. Такие характеристики может иметь система управления антенной установкой..

2. Выбор исполнительного двигателя.

Требуемую мощность двигателя определяем по формуле:

 … (1)

Р_треб = 1,5·1 = 1,5 Вт

Выбираем двигатель из условия Р_N ≥ Р_треб: Р_N ≥1,5 Вт, род тока – постоянный. При этом массогабаритные характеристики двигателя должны быть как можно меньше.

Исходя из вышесказанного, выбираем двигатель ДП-32-10-10-12.

Это малогабаритный исполнительный двигатель с возбуждением от постоянных магнитов, предназначенный для маломощных следящих систем. Выполняется с удлиненным якорем и статором.

Управление двигателем осуществляется с помощью изменения напряжения якорной цепи.

Эскиз конструкции электродвигателя представлен на рис.1.

Рис. 1. Электродвигатель ДП-32-10-10-12

Технические данные двигателя представлены в табл.1, его размеры – в табл. 2.

Таблица 1. Характеристики двигателя ДП-32-10-10-12

 Таблица 2. Габаритные и установочные размеры двигателя ДП-32-10-10-12

Предварительный выбор двигателя из условия Р_N ≥ был обусловлен тем, что на начальном этапе проектирования нельзя всесторонне оценить динамику функционирования САУ. Правильность выбора необходимо проверить, учитывая данные о нагрузке, а также ее характер. Для этого воспользуемся методом эквивалентного рабочего цикла.

1. Необходимо проверить выполнение следующего условия: пусковой момент двигателя должен быть не меньше максимального результирующего момента сопротивления.

М_П > M_{рез. max}

Результирующий момент сопротивления:

… (2)

где i – коэффициент передачи редуктора;

η – коэффициент полезного действия;

J_дв – момент инерции вращающейся части двигателя;

J_р – момент инерции редуктора.

Максимальным значение результирующего момента сопротивления  будет при Sin(w_кt)=1

…(3)

Предварительно, значение η выбираем в пределах (0,8÷0,95): η = 0,9.

Момент инерции редуктора принимаем равным нулю:             J_р = 0.