Файловый архив студентов. Файловый архив студентов.
1264 вуза, 4631 предмета.
/ Регистрация
FAQ Обратная связь Вопросы и предложения
Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова
Предмет:
Электропривод
Файл:

Линьков С.А. Моделирование мехатронных систем

.pdf
Скачиваний:
181
Добавлен:
29.06.2020
Размер:
3.43 Mб
Скачать
☆

 

Таблица 2.1

Основные координаты электропривода

 

 

 

 

 

 

Название

Обозначение

 

 

 

 

 

 

 

Напряжение якоря двигателя

U

Я

 

 

 

 

 

 

 

 

ЭДС двигателя

ЕД

 

 

 

 

 

Скорость двигателя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поток номинальный

 

 

 

 

 

Н

 

КФ

 

Эквивалентное сопротивление якорной цепи

R

Э

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Эквивалентная постоянная времени якорной

Т

 

 

 

цепи

Э

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Электромеханическая постоянная времени

Т

 

 

 

 

 

 

 

двигателя

 

 

 

М

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ток якоря

I

Я

 

 

 

 

 

 

 

 

Разность между напряжением и ЭДС якоря

U

 

 

 

 

 

 

 

 

Динамический ток

I

дин

 

 

 

 

 

 

 

Статический ток

I

С

 

 

 

 

 

 

 

 

Номинальный ток

IН

 

 

 

 

Статическая просадка по скорости

 

с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Динамическая просадка по скорости

 

 

дин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Момент динамический

М

дин

 

 

 

 

 

 

Электромагнитный момент двигателя

М

 

 

 

 

 

Статический момент

М

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Момент инерции двигателя

J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

83

На рис.

координат

U

 

ВХ

2.30

, дв

показаны переходные процессы основных

,

i

дв

при пуске двигателя на холостом ходу

 

 

 

( I

дин

I

Н

).

 

 

 

U,i ,

U

H

 

0

 

 

 

дин

I

дин

 

 

Iдин

0

t

 

1

Iдин

t

2

 

t

t

3

 

Рис. 2.30. Разгон, работа, торможение двигателя на холостом ходу

I

IC

Полный ток якоря двигателя в общем виде определяется как

Iдин .

I

I

На

дин .

участках времени

0 t1

и

t2

t3 полный ток двигателя

Участок времени

t

1

t

2

,

полный ток якоря

I 0

 

 

 

 

 

 

 

(холостой ход).

Рассмотрим статические характеристики двигателя при пуске и торможении на холостом ходу, (рис. 2.31).

84

В

 

0

 

 

03

 

 

02

 

 

01

 

I

дин

0

 

 

А

Iдин

ест

 

 

U

3

U

2

U

 

 

1

U

2

U

 

 

 

1

 

U

 

 

 

 

1

 

 

 

М I

Рис. 2.31. Электромеханические характеристики двигателя

В промежуток времени 0 t

1

происходит пуск двигателя без

 

 

 

 

 

 

 

 

нагрузки

(участок 0- Iдин -А- 0 ).

 

Во время

t1

t2

двигатель

работает

на х/х (точка 0 ). Промежуток

t2

t

3

-

торможение

двигателя

под действием отрицательного

динамического тока

(участок 0 -В-( Iдин )-0).

2.5.2. Разгон, работа и торможение двигателя с активной статической нагрузкой IС IH

Структурная схема двигателя для работы со статической нагрузкой представлена на рис. 2.32.

85

UЯ

U ЕД

IС

 

1 / R

Э

I

Я

 

 

 

 

 

 

 

Т

Э

р 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КФ

 

 

 

 

 

Н

 

 

 

 

R

 

 

 

Э

 

Т

М

КФ

р

 

Н

 

Рис. 2.32. Структурная схема двигателя для работы со статической нагрузкой

 

 

Переходные процессы основных координат

U

 

,

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВХ

 

дв

 

при пуске двигателя под нагрузкой ( I

C

I

дин

I

Н

), (рис. 2.33).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U,i ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

ВХ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

I

дин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дв

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дв

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

I

дин

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

t

t

 

 

t

2

 

 

 

 

t

3

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

iдв

Рис. 2.33. Пуск, работа, торможение двигателя под нагрузкой

Участок ( 0 t1 ) - разгон двигателя до номинальной скорости под нагрузкой, полный ток двигателя I IC Iдин . В начальный момент времени t скорость двигателя отрицательная, двигатель

86

раскручивается в другую сторону нарастет до тока статического.

Участок

( t1 t2 ) –

работа

номинальной

скоростью,

I I

 

 

C

до тех пор, пока ток якоря не

двигателя под

нагрузкой

с

IH . Участок

( t2 t3 )

–

торможение двигателя, ток якоря

I IC

Iдин

.

Рассмотрим статические характеристики двигателя при пуске и торможении под нагрузкой, (рис. 2.34).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с

 

 

 

 

Н

 

В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

03

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

02

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

01

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

ест

 

 

U

3

U

2

U

 

 

1

U

2

U

 

 

 

1

 

U

 

 

 

 

1

 

 

 

М I

0

I

I

I

дин

 

С

С

 

Рис. 2.34. Электромеханические характеристики двигателя

Участок ( 0 IC (IC Iдин ) А Н ) – разгон двигателя до

номинальной скорости под нагрузкой. В точке

Н

двигатель

работает в номинальном режиме. Участок

( Н

В 0 ) –

торможение двигателя под действием статической нагрузки.

87

2.5.3.Разгон, работа и торможение двигателя

среактивной нагрузкой

Примером реактивной нагрузки может служить сила трения в подшипниках, препятствующая движущему моменту двигателя (подшипники долго не смазывали). Вектор силы реактивной нагрузки направлен против вектора скорости двигателя.

Структурная схема двигателя для работы с реактивной статической нагрузкой представлена на рис. 2.35.

UЯ

U ЕД

IС

 

1 / R

Э

I

Я

 

 

 

 

 

 

 

Т

Э

р 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КФ

 

 

 

 

 

Н

 

 

 

 

РЭ

 

 

I

 

 

 

Н

 

 

 

I

 

 

 

Н

 

 

 

R

 

 

 

Э

Т

М

КФ

р

 

Н

 

Рис. 2.35. Структурная схема двигателя для работы с реактивной нагрузкой

РЭ – релейный элемент, моделирующий реактивную нагрузку.

На рис. 2.36 показаны переходные процессы основных

координат двигателя нагрузкой.

UВХ

,

дв

,

iдв

при работе с реактивной

88

U,i ,

UВХ

UH

с

I

I

дин

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

дв

iдв

I

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

С

I

дин

 

t

t

t

t

2

 

 

 

t

3

 

1

 

 

 

 

 

Рис. 2.36. Пуск, работа, торможение двигателя с реактивной нагрузкой

Переходные процессы с реактивно нагрузкой будут такими же, как и с активной нагрузкой, за исключением того, что во время

t

скорость равна нулю до тех пор, пока ток якоря не достигнет уровня статической нагрузки.

2.5.4. Приложение статической нагрузки во время разгона и снятие её во время торможения

На рис. 2.37 приведены

координат двигателя U

,

,

ВХ

дв

 

переходные

iдв

при ( IC

процессы основных

Iдин IН ).

89

U,i , UHН

UВХ

 

дин

 

с

 

 

дв

с

I

С

I

 

 

I

С

I

дин

дин

дин

iдв

IС

t

0

t

t

2

t

3

t

4

t

5

 

1

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.37. Приложение скачка статической нагрузки при разгоне и снятие его при торможении двигателя

Участок времени ( 0 t

1

) – пуск двигателя на х/х. Имеет

 

 

 

место динамическая просадка по скорости

дин ,

пропорциональная динамическому току. Ток якоря

I

Iдин

.

Участок (

t

1

 

t

2

 

). В момент t1 происходит бросок статической

нагрузки, скорость двигателя уменьшается, а затем снова увеличивается до номинальной, т.к. напряжение якоря продолжает

расти. Ток якоря

I IC

Iдин . Участок (

t

2

 

t

3

 

) – двигатель

работает в номинальном режиме с номинальной

нагрузкой. Ток якоря

I IC .

Участок ( t3

t4 ) –

двигателя с номинальной нагрузкой. Ток якоря

статической

торможение

I IC Iдин .

Участок ( t4 t5 ) – торможение двигателя без статической нагрузки, под действием отрицательного динамического тока. В

90

момент

t

4

 

снимается статическая нагрузка, скорость двигателя

возрастает, а затем уменьшается под действием отрицательного динамического момента до нуля.

Для описанных режимов работы рассмотрим статические характеристики двигателя, рис. 2.38.

 

 

 

0

 

 

 

 

Н

 

с

 

 

 

 

 

 

D

 

 

G

 

 

 

 

 

 

 

E

 

А

 

 

 

 

С

ест

 

U

3

U

2

U

 

 

1

В

U

 

U

 

2

 

 

1

U1

H

 

 

М I

Iдин

0

Iдин

IС Iдин

Рис. 2.38. Электромеханические характеристики двигателя

Участок

(

0 Iдин

А

) – разгон двигателя на х/х под

действием динамического тока. Участок (А-В) – просадка скорости

за счет приложения статической нагрузки.

разгон под нагрузкой. Участок (

Н

D

 

 

Участок

(В-С-

Н

) –

 

 

 

E ) –

торможение

двигателя под нагрузкой. Участок (Е-G) – увеличение скорости двигателя за счет снятия статической нагрузки. Участок (G-H-0) – рекуперативное торможение двигателя под действием отрицательного динамического тока.

91

 

2.5.5. Приложение скачка напряжения якоря U

Я

 

 

 

 

 

 

 

На рис. 2.39 изображены переходные процессы

i

дв

при приложении скачка напряжения якоря в 10%,

 

 

 

 

работает без нагрузки.

0,1 U

 

 

ЯН

 

U

,

,

ВХ

дв

 

двигатель

U,i ,

0,8UЯН 0,7UЯН

UЯ

IMAX

t1

дв

iдв

5%

t

Рис. 2.39. Приложение скачка напряжения якоря

при работе двигателя без нагрузки

До момента времени t

1

двигатель работает без нагрузки с

 

 

напряжением UЯ 0,7 UЯН .

С момента t1 происходит скачек

напряжения до

U

Я

0,8 U

ЯН

. Характер формирования тока и

 

 

 

 

напряжения явно выраженный колебательный.

92

Соседние файлы в предмете Электропривод
Помощь Обратная связь Вопросы и предложения Пользовательское соглашение Политика конфиденциальности