all-7 (1088982), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Она строитсячерез эту структурную схему.Ну и далее что необходимо найти, делаем таким жеметодом, как и на ТАУ.Чтобы найти Мн переносим в начало:- U*Ua-Ra(1 + STэ)СмФМнНа следующем занятии будет контрольная работа.4ωСeФМэдUa- U*1IaRa(1 + STэ)М*1CmФ-SJМн1W ( S)uCe  2TmTэ S  TmS  1Перенесем в начало Мн:ωСeФМэд- U*Ua-1Ra(1 + STэ)IaCmФМ*1SJRa(1 + STэ)СмФМнW( S)мuW( S) Rя( 1  TS)Cм Из этой схемы, вытекает, что если мы управляемдвигателями, то очень легко найти значения.J  xxJ RяTm2MпCmCe Из формулы W(S)u следует, что переходной процессбудет апериодическим, а это не допустимо, т.е.

возникаютколебания, поэтому нужно подбирать наши элементы схемы,чтобы этого не было.Колебательное звено имеет вид:kW ( S)2 2T S  2  TS  1Нужно найти условие Тм, Те, при которых колебаний впереходном процессе не будет. Само условие когда не будетколебания равно ξ > 1.Мы должны элементы из уравнения W(S) вставить вW(S)u, тогда:2TmTeT2  TTm1C e KTmTeTTm2 TTm2 TmTeTm2  TmTeTm2 TmTe12TmTe 1 11 Tm 1T4mTe 4 TeПоследнее уравнение и будет условием, когда впереходном процессе не будет колебаний. Теперьрассмотримдлякаждогослучаясразличнымивозбуждениями в отдельности.Динамическая характеристика двигателей последовательнымвозбуждением в переходных процессах.Ia K2dJ dtMэMэд  MнCmIa K2  Ua (S)dCe Ia K2   Ia  Ra  Rb  La  Lb  IadtJ S Mэд ( S)  Mн ( S)MэдUa (S)где Tэ2CmIa K2dCe Ia K2   Ia  Ra  Rb  La  Lb  IadtLa Ra LbRbUa – Ce·Ia·K2·ω = Ia·(Ra + Rb) + (La + Lb)·Ia·SСделаем замену:U* = Ua – Ce·Ia·K2·ωU* = Ia·(Ra + Rb) + (La + Lb)·Ia·SU* = Ia·(Ra + Rb)·(1 + Tэ·S)W = Ia/U(S)*, тогда получим:IaWIa  Ra  Rb  1  Tэ SДалее тоже делаем замену:J·S·ω = (Mэд – Mн) = M*Используя эти замены, подставим их в нашу систему иполучим следующую картину:С ·KX ωeU*Ua-Ia21(Ra + Rb)(1 + STэ)XМэдМ*1SJCm·KМнДинамическая характеристика двигателей параллельноговозбуждения в переходных процессах.Ф = Ib·K1dJ dtMэд  MнMэдCmK1 Ia IbUadRb Ib  Lb  IbdtUadCe Ib K1   Ia Ra  La  IadtTbLbRbTэLaRaСe·K1XU*Ua-1Ra·(1 + STэ)1Rb·(1 + S·Tb)Динамическая характеристика двигателя с комбинированнымвозбуждением в переходных процессах.Ф1 = Ia·K1, Ф2 = Ib·K1IbФ = Ф1 + Ф2UIb1 Rb1 Lb1IaRb2Lb2Ia Ra LadJ   Mэд  MнdtMэд = Cm·Ф·Ia = Cm·K·Ia2 + Cm·K·Ia·Ib1U = Rb1·Ib1 + Lb1·S·Ib1U = ω·Ce·K·(Ia + Ib1) + Ia·(Ra + Rb2) + (La + Lb2)·S·IaTэLa Ra LbRbTbLb1Rb1Сe·KXU*Ua-ωIa·(Ia + Ib1)1Ia(Ra + Rb2)(1 + STэ)XМ*Мэд1SJCmKМн1Rb2·(1 + S·Tb)Ib15Динамическая характеристика двигателя с комбинированнымвозбуждением в переходных процессах.Ф1 = Ia·K1, Ф2 = Ib·K1Ф = Ф1 + Ф2UIb1 Rb1 Lb1IaRb2Lb2Ia Ra LadJ   Mэд  MнdtMэд = Cm·Ф·Ia = Cm·K·Ia2 + Cm·K·Ia·Ib1U = Rb1·Ib1 + Lb1·S·Ib1U = ω·Ce·K·(Ia + Ib1) + Ia·(Ra + Rb2) + (La + Lb2)·S·IaTэLa Ra LbRbTbLb1Rb1Сe·K-XU*Ia·(Ia + Ib1)1Ia(Ra + Rb2)(1 + STэ)UaωXМ*Мэд1SJCmKМн1Rb2·(1 + S·Tb)Ib1Пример №1: Система управления независимымдвигателем по скорости с ПИД регулятором.Kg = 100; Ke = 0.35; Km = 0.4; Ra = 3 Ом; Mн = 0.1·t;Tэ = 0,1 сек.; Тm = 1 сек.ПИД регулятор имеет вид: K1 + K2·S + K3/S, где K1 = 0.1;K2 = 10; K3 = 0.01Найти: ошибку в установившемся режиме, ε(t –> ∞).KeC e ФKmCmФWp2K 1  S  K 2 S  K 3K3K 1  K 2 S SSωСeФUεWp- U*-1Ra(1 + STэ)МэдIaМ*1SJCmФМнKgTmJJ RaCmCe ФTmKe KmRa220.047 кгмДелаем выходным сигналом Мн:Uε- U*Wp1Ke·(Tm·Tэ·S2 + Tm·S + 1)--Ra(1 + STэ)W4W1W2Km·WpМнW3KgW4εMнW1WзW2W3W2 W3W1 1  W2 W3 W4Ra  1  S TэKmWзам ( S)1Kg2Ke  TmTэ S  TmS  1  1Kg   K1  SK2  S K3  Ke  S   T m  T э  S T m  S1 22Ke  S   T m  T э  S T m  S1 2ωRa  1  S Tэ KgS22KmKe S  TmTэ S  TmS  1   KgKm K1 S  K2 S  K3 EdCm0M(t)  Cm1 M(t)dtCm0Wзам ( 0)Cm1dWзам ( S)dSE0.1 RaKmK302Ra Kg KmK3 KmKgK3 20.1 30.01 0.4RaKmK375 ВПример №2: установить устойчивость той же системы.Wразомк( S) K S  K S2  K  K23 g 12S Ke  TmTэ S  TmS  1 21000S  10S  120.35S  0.1S  S  1L-40 дБ/дек-20 дБ/дек484020 дБ/дек40 дБ/дек208-20 дБ/дек0.030.1110100ω-40 дБ/декφππ/20.030.11-π/2-πСистема устойчива.10100ω6Электрические двигатели переменного тока.Асинхронные двигатели.Конструкция и принцип действия:Асинхронные двигатели бывают двух фазные и трехфазные.

Они могут делиться на следующие типы: с роторомтипа беличья клетка, с ротором типа стаканчик(ферромагнитные и не ферромагнитные).Он сделан из сталиотборной, каждая пластинкапокрыта оксидной пленкой.Это сделано, чтобы невозникали вихревые токи(токи Фуко).По впадинам статораобычно пропускают либодвух фазным, либо трехСтаторфазным, если 3 обмотки, тоугол между ними равен 1200,если 2, то угол между ними равен 900.Развернем статор и посмотрим, как в немпрокладываются обмотки:123Вторая обмотка будет находиться на расстоянии 1200 отпервой, третья сдвинута на 1200 относительно второй и на2400 относительно первой обмотки.Вид сбоку этого всего:Если мы подадим на обмотки напряжение, то получимследующие графики зависимости напряжения от времени:АВ1200А1200ССВИз-за этого смещения в графиках в статоре возникнеткруговое магнитное поле. Круговое магнитное поле – этополе, в котором воображаемый магнит, создающий это поле,вращается с постоянной скоростью, с центром в центральнойоси статора.Виды роботов:1.

Беличья клетка.Васинхронныхдвигателяхроторвсегдакороткозамкнутый и на него никогда не подаетсянапряжение.И эта вся беличья клеткапомещена в:В пазы вставляютсяштырьки от беличьейклетки:Принципдействия:вращающееполебудетвоздействовать на штырьки беличьей клетки, возникаетЭДС в результате знакопеременного магнитного поля, поэтой причине по беличьей клетке пойдет большой ток,отсюда возникает электродвижущий момент Mэд = k·Ф·I иротор начнет вращаться. Ротор может вращаться соскоростью чуть меньшей, сем скорость вращающегосяполя (в результате трения о воздух) ЭДС при этом будетМн = Мэд, поэтому он и называется асинхроннымдвигателем.Преимущества: Нет трущихся частей (не считая подшипников). Имеет меньшие габариты по сравнению сдвигателями постоянного тока. Можно сделать более мощный асинхронныйдвигатель по габаритам меньшим, чем у двигателяпостоянного тока.Недостатки: Время разгона очень большое, отсюда и возниклаидея облегчения ротора.2.

Ротор вида стаканчик.Но в связи с тем, что внутри него пустота, томагнитному полю тяжело течь через воздух, находящийсявнутри стаканчика, поэтому его нужно заполнить.Где штриховка – этоэлектромагнитнаяобмотка,еслисделатьстаканчикалюминиевым,тосоответственноонбудетменьше весить. Но и он тоженеможетвращатьсясоскоростью вращающегося поляв центре статора.Чем больше сопротивлениеробота, тем более устойчивымбудет двигатель, но при этом будет меньше Мэд.Для улучшения положения используют следующуювещь: берут статор с тремя обмотками, а в роторе вместоштырьков используют укладку в пазы 3 провода:щеткиСоответственноэтосамыебольшиедвигателиасинхронного типа.Эти двигатели лучше не применять, в связи соследующими недостатками: Щетки могут искрить, в последствии чего можетпроизойти возгорание. Щетки со временем стираются, т.к.

они сделаны изграфита,впоследствиичегоуменьшаетсянапряжение. Щетки оставляют следы, поэтому за ними приходитсяухаживать, в последствии чего уменьшаетсянапряжение.IhФПоток имеет вид:ФtПоток пульсирующийЗначения потока вопределенный моментвремениКаждый пульсирующий поток можно разбить на двавектора:Тогда мы имеем конечныйвектор потока равный:Фn  Фn Ф1  Ф2Ф2Ф1Ф1 = 0.5·Фm·Sin(ω·t + φ)Ф2 = 0.5·Фm·Sin(ω·t – φ)Это когда обмотки находятся вначальном значении. Для случая суглом 1200 записывается в скобочкисинуса.Результирующий поток для 3-ех фазного двигателяравен:ФΣ = ФА + ФВ + ФСФА = 0.5·Фm·Sin(ω·t + φ) + 0.5·Фm·Sin(ω·t - φ)ФВ = 0.5·Фm·Sin((ω·t + 120) + (φ + 120)) ++ 0.5·Фm·Sin((ω·t + 120) – (φ + 120))ФС = 0.5·Фm·Sin((ω·t – 120) + (φ – 120)) ++ 0.5·Фm·Sin((ω·t – 120) – (φ – 120))ФΣ = 0.5·3·Фm·Sin(ω·t - φ)Результирующий вектор для 2-ух фазного двигателяравен:ФΣ = ФА + ФВФА = 0.5·Фm·Sin(ω·t + φ) + 0.5·Фm·Sin(ω·t - φ)ФВ = 0.5·Фm·Sin((ω·t + 90) + (φ + 90)) ++ 0.5·Фm·Sin((ω·t + 90) – (φ + 90))ФΣ = Фm·Sin(ω·t - φ)Электродвижущая сила.EсредEсредФtФm  ФmT4 f  Фm2Действующее значение ЭДС равно:E = 1.11·EсредТогда получим, что:E = 4.44·f·ω·Фm – это когда ротор заторможен.Теперь мы хотим определить чему равна скоростьвращения поля:f 60n1где Р – количество полюсов.PТак же было введено понятие скольжения:n1  n2Тогда частота питания записывается как:Sn1fp = f·S, и в конце концов получимформулу для питающего ЭДС:Ep = 4.44·f·ωротора·S·ФmВыведем ток ротора:IpEp22Rp  2  f S LpRpCos (  )22Rp  2  f S LpМэд = k·Фm·Ip·Cos(φ)2Mн4.44 f S  ротораФm k Rp22 222Rp  4  f S LpМеханическая характеристика зависимости Мн от S.МнперегибМпуск0Sкритичхолостой ход1Это при пусковоммоментеSПри изменении значения сопротивления ротора Rpполучим смещение критической точки:Мн0R1 R2 R31R1 < R2 < R3SУправление двигателем.Регулирование скорости вращения.Что для этого нужно:1.

Менять n1 скорость вращения. Как вариант менять р,скорость будет меняться дискретно. Так же используютинверторы (преобразование переменного напряжения впрямой, а потом в нужном переменном напряжении), ноэто не так уж и возможно из-за реактивногосопротивления.Вывод: менять сопротивление момента нагрузки, ноэто только для определенных двигателей.

Тогда остаетсятолько менять магнитный потока Фm, но при этомувеличится Мн, поэтому изменение напряжения наобмотке статора является приемлемым способомвоздействия на скорость. Тогда Sкр ≥ 1, т.к. участок доединицы – это участок устойчивой работы двигателя.2. Мы используем одно уравнение.Построим механическую характеристику пульсирующегополя.Мн1-ая обмоткарезультирующаяМпуск10SS2-ая обмоткаРассмотрим эллипсо-образную характеристику. Онавозникает, когда у одной обмотки поле больше, чем удругой.Мнрезультирующая102SРегулировочная характеристика имеет вид:n20UРабочие характеристики.1. Ток от Р2 = Мн·ω или Мн.2. Cos φ влияет в зависимости от Р2 или Мн.3. КПД.Что нужно помнить: Cos φ не может быть большеединицы; КПД тоже соответственно не может быть большеединицы.Устойчивость работы асинхронных двигателей.Мн10S12SкрS2Нас интересуют решения S1 и S2.dJ   Mэд  МнdtМэд = Мн при условии, что ω = const.SМэд > Мн при условии, что ω увеличивается.Мэд < Мн при условии, что ω уменьшается.1.

Характеристики

Список файлов учебной работы