all-7 (1088982), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Определение устойчивости до критической точки Sкр.До критической точки наша система устойчива. Уменьшим нагрузку Мн, тогда S в новой точке 1уменьшится, далее, из новой точки, возвращаем нашуточку назад к первоначальному значению точки 1,тогда ω – уменьшается, а S – увеличивается. Увеличиваем Мн, тогда ω – уменьшается, S –увеличивается,теперьвозвращаемсявпервоначальную точку 1, тогда видим что Мн –уменьшается, ω – увеличивается, S – уменьшается.2. Теперь рассмотрим случай для запредельногозначения Sкр. После критической точки наша система неустойчива. Уменьшаем Мн, тогда S – увеличивается, ω –уменьшается, если же возвращаемся в точку 2, тогдаМн – увеличивается, S – уменьшается, ω –увеличивается. Увеличиваем Мн, тогда S – уменьшается, ω –увеличивается, если возвращаемся в точку 2, тогда S –увеличивается, ω – уменьшается.МнЭто режим работыгенератора.0Зона работы двигателя всяэлектроработа.
Преобразование вмеханическую работу.Режимы работы асинхронного двигателя.n1 n21SЭто областьэлектромагнитноготормазаДвухфазные исполнительные асинхронные двигатели.АВСДля преобразования в двухфазный ток из трехфазногонужно сделать следующее:АВС0А**ЕСпособы управления двигателем:1. Амплитудный метод.2. Это способ, когда на 2-ую обмотку подается одно итоже напряжение, но с разной фазой.АαЕ3. Конденсаторный (амплитудно-фазный). Это наиболеераспространенный метод.7Требования, предъявляемые к исполнительным двигателям.1. Отсутствие самохода.Uy = 0, поэтому ω = 02.
0 < S ≤ 1Sкр < 111S2 U U U xx yвв M2Uв UyMнMнп2M п 1 ( 1 4 ) M нMнωMнxx2 xx 4 Sкр > 1Основные характеристики двигателей с ротором типа«беличья клетка» и полым ротором.Fп = 400 Гц, Мп = 0.5·МнUн,ВВ (акт.Мп, Свозд,Nxx,мощн.),Н·см мкФоб/мин.Втm,грUтрог,ВТипротора360,0691,30,164000403беличьяклетка804,121,41650008803АД20240,12730,36000300,6АД50402,6-3,5500045010,254600030030,75420008501,5-1180001100,5Типдвиг.ДКМ0.1612ДКМ16-12АДП110 0,730.3АЭМ115 2,744АД4Д36 0,4561ТАбеличьяклеткабеличьяклеткаКПД =7%беличьяклеткаКПД =20%полыйроторполыйроторполыйроторДинамические характеристики асинхронныхисполнительных двигателей.Допущения при построении моделей1.
Обмотка возбуждения питается постоянным повеличине переменным напряжением. Um = const.2. Неучитываетсяинерциальностьобмоткивозбуждения и управления.3. При малых отклонениях от рабочей точки.Uy = Ke·ω + iy·ГуdJ dtKm iyKm, Ke – constMэд = Km·iyU* = Uy – Ke·ωωkеkе·ω–UуU*1ГyW11km ГуJSiykmМэд1–МнJSωWocW1 W keTm1kmuWockmГy JSГуJS km kekm keГуJS1T m S ke11Tm S1 TmS 1 keJ Гyke kmДля двигателя с полым немагнитным ротором моментинерции очень мал, поэтому необходимо учитыватькоэффициент вязкого трения в подвижных частях.dJ Мэд МнdtЗависимость электромеханической постоянной времени оттипа ротора и частоты питающей сети.Тип ротораПолый немагнитныйроторПолый стальнойроторБеличья клеткаТм , с50 ГцТм, с400 Гц0.005 – 0.050.015 – 0.20.2 – 10.3 – 30.15 – 0.20.15 – 0.5Увеличение постоянной времени идет за счет увеличениямомента инерцииС увеличением частоты увеличивается реактивноесопротивление ротора.8Асинхронные линейные двигатели.Vcl = π·D = 2·ρ·τVc = 2·τ·fVsVsS 11Vc2 fМн1SКПД существенно ниже из-за поля рассеивания.Синхронные двигатели.Конструктивно статор такой же, как в асинхронном, норотор отличается.Отличие от асинхронного в том, что ток в обмоткевозникает не индукционным путем, а от внешнего источникапостоянного тока.Ротор вращается с той же скоростью, что и поле статора.nc = np; n = (60·f)/pОсновные конструктивные схемы синхронных двигателей.1.
С электромагнитным возбуждением.АВС+–Асинхронный пуск2. С постоянными магнитами.NS3. Реактивный двигатель.4. Гистерезисный двигатель.Цилиндр из магнитотвердого материала с широкойпетлей гистерезиса.9Задача:Асинхронный двигатель.Мн0.5∙ωнεωРегул(ПИД)ПДвигательЦДС6000 об/минВосьми разрядный, 220 В1 бит – 1 знак, 7 битное значение.ПK0.01S 1Д–εωРегул1ГуПКм1J∙S–МнКеМн = 0.01∙t; ∆ = 0.01 рад/с;ωн = 6000 об/мин; Uн = 220 В; ωз = 0.5∙ωн.W1 KпSКп2201K1Tm S 1 0.01 S 1128=6000220S 0.01 S 1 0.1 S 1628.220/128;1284.9( 0.01 S 1) ( 0.1 S 1)S( 0.01S 1) ( 0.1S 1)S.ω80604020– 20 дБ/дек0.1110100– 40 дБ/дек– 60 дБ/дек0-π/2-π-3π/2-2πСистема устойчива.Регул–K0.01∙S+1Ц.С.W4.9( 0.01S 1) ( 0.1S 1)SKдв0.1∙S+1K = 100Система по положению, регулятор П.εωS–1SεφωРегулW1W2–МнД.С.Механическая характеристика синхронных двигателей.МнМс – максимальный момент, прикотором система устойчива.МсπdJ dtМ эд М нМэдdJ МнdtφЧем больше быстродействиесистемы, тем меньшую нагрузкуможно вешать.Бесколлекторный двигатель постоянного тока.Достоинства: Нет искрения. Большие моменты. Пологая характеристика.dJ dtМ эд М нМэдdJ МнdtДвωДатчикЭлектр.комм.+ENS–E–Uб3 – 5 обмотокХарактеристики двигателей постоянного тока.типдвигателяДПМ-20Н1/Н2-04ДМ-30Н1/Н2-08ДПР-2Н1/Н2-13СЛ-121UтрогВUномВMномН/смNномоб/минIномАIпускАMпускН/смmгрсрокслужбыr2.360.0220000.060.330.0596510001120.68690001.214.23.442201000.760.0260000.060.750.157362000–1101.3748000.21––440–ПЗД-1,7МБ-11-Н201––270.420000.1––V= 400 мБД-1,2–20–80000.24––l=21ммd=57мм270.293500–0.15–––3где ДПМ-20-Н1/Н2-04, ДМ-30-Н1/Н2-08, ДПР-2-Н1/Н213 – двигатели с постоянным магнитами; СЛ-121, ПЗД-1,7 –двигатели с независимым возбуждением; МБ-11-Н2-01, БД1,2 – бесколлекторные двигатели.Шаговый двигатель.Это электромеханическое устройство, преобразующееэлектрический импульс или дискретные сигналы вдискретные перемещения, угловые или линейные.Конструкция и принцип действия.NSДробление шага – включениепоочередно четного и нечетногоколичества обмоток.∆φ = 2∙π/m – шаг, где m – числоустойчивых состояний.∆φ = π/m – дробление шага.Синхронизирующий момент.M( ).12M c M p M cp p Ic.1dddLc p Ip Lp p Ic Ip Lcp2dddгде L – индуктивность, p – количество пар полюсов.––Мсинхр – возникает за счет изменения магнитнойпроводимости в зазоре на пути потока, вызывающем потокстатора.Мср – возникает за счет изменения индуктивности междукатушками статора и ротора.В шаговых двигателях должна быть только перваягармоника, поэтому точность изготовления…МММ(φ) = М1 + М2φφМ(φ) = М1 + М3Мн < Мс∙cos(π/n)Основные параметры и характеристики шаговых двигателей.1.
Частота собственных колебаний.P McJгде Р – число пар полюсов; J – момент инерции; Мс –момент синхронизации.2. Эклектическая постоянная времени.TэLфRф3. Коэффициент внутреннего дельпфирования.D2RфПередаточная функция шагового двигателя:W ( S)K 1 2 2Tэ S 1 S 2 D S o o 1K = 1/nfпрU2U1 < U2U1МОсновное достоинство: можно не использовать датчики ине замыкать систему.Электромагнитные муфты.Бывают:1. Фрикционные.2. Муфты скольжения.3. Порошковые.Электромагнитные муфты служат для связи двух осейдля передачи энергии.1.ω1ωK<1UyФKW ( S)TэTэ S 1LyRy2.Фω1ω2ферромагнетикИспользуются в качестве тормоза.3.ферромагнетическийпорошокω2ω1W ( S)WyUy10KTэ S 1Tм S 1Общие требования к датчикам, их характеристики,классификации.Датчик всегда преобразует какую-то величину, ввеличину нам удобную.Первичные преобразователи – чувствительный элементВторичныйпреобразовательустройстводляпреобразования сигнала первичного сигнала с вторичнымисхемами.Совокупностьдатчики.этихдвухпреобразователейиестьЭти датчики бывают 2-ух типов:1.
Углового или линейного положения.2. Датчики угловой или линейной скорости.3. Датчики ускорения (мы их будем изучать в концекурса). Т.к. их нужно изучать в совокупности подвижныхроботов.Классификация датчиков.В манипуляционных приводах используются датчикивращения.Их можно разбить по типам:1. По способу преобразования. Непрерывные идискретные (это понятия относительные, т.к. любуюпрямую можно представить в виде ступеньки).2. По типу первичного преобразователя.2.1. Датчики электромашинного типа.2.2. Параметрические(потенциометрические,емкостные, индукционные).2.3. Цифровые датчики.2.1.
и 2.2. относятся к непрерывным, а 2.3. кдискретные.Характеристики измерительных элементов.Общие характеристики измерительных элементов:1. Коэффициент передачи. Он бывает 2-ух видов:статический и динамический. Статический это когда навход подается постоянный или медленно меняемыйпроцесс.UΔUΔxxoU = K1·xK1K2 = ΔU/ΔxxЕсли у нас нелинейная, то в каждой точке свойкоэффициент k, Δ нужно брать насколько можномаленькой. Если в паспорте двигателя есть уже еехарактеристики, то берем k3 = дU/дx|xo. Все статическиекоэффициенты размерные величины, но иногда делаютбезразмерные коэффициенты ηU xoUo xUo берут в определенной точке.
Динамическийкоэффициент передачи это зависимость коэффициентапередачи от частоты входного сигнала. Как правило, этомодуль передаточной функции.K(ω) = |W(jω)|ωрабочийдиапазонКак правило, на малых величинах коэффициентпередачи большой, а на больших величинах маленькийрабочий диапазон при:22Если возьмем передаточную функциюW( S)W( j )KT S 1Kj T 1K ( j T 1)K2 22 2 T 1W ( j )W ( j )K1K1 T 122 21 T2 2 T 1122 T 1K j T2 2 T 1Как найти модуль.
С увеличением ω у насхарактеристика пойдет вниз.2. Погрешность измерений илипреобразования.Абсолютная погрешность – это отклонение от истинногозначения. Δα = α – αповерочный_прибор. Поверочный прибордолжен иметь документ с его точностью погрешности, сочень хорошей точностью. Относительная погрешность δ= 100%·Δα/αпов_прибор.
Но оказывается эта величинапеременная. В начале шкалы она большая, а в концемаленькая. Приведенная погрешность δ = Δα/αmax.Максимальная приведенная погрешность это классточности.3. Порог чувствительности. Это значение, при которомдатчик ничего не чувствует.4. Стабильность (временная и параметрическая).5. Линейность.Если есть возможностьизмерительный прибор.лучшеставитьлинейныйПричина возникновения погрешности.1.