- •Проектирование систем управления двигателем постоянного тока
- •Введение
- •Двигатель постоянного тока.
- •Выбор элементов, расчет параметров силовой части.
- •Подбор силового драйвера.
- •Выбор датчиков тока и скорости.
- •Таким образом, выберем тахогенератор постоянного тока тп-75-20-0,2, исходя из его характеристик
- •Выбор микроконтроллера.
- •Выбор функциональной схемы системы управления двигателем постоянного тока.
- •Таким образом, выберем микроконтроллер stMicroelectronics, а именно stm32f по следующим причинам: имеет высокую производительность, прост в программировании.
- •Синтез регуляторов методом модального оптимума.
- •2.3 Расчет контура тока.
- •2.4 Расчет контура скорости.
- •3.1 Моделирование процесса в пакете MatLab Simulink.
- •Список использованных источников
Выбор элементов, расчет параметров силовой части.
Исходя из заданных характеристик и диаграммы работы исполнительного механизма, на первом этапе необходимо определить продолжительность включенного состояния электропривода и среднюю мощность за цикл работы.
Первоначально рассчитаем среднеквадратичную мощность за цикл работы.
Вт
Определим
продолжительность включения: ПВ=
Так
как сумма
и
совпадает, то
ПВ=100%
На
основе определенных
и ПВ производим
выбор двигателя, при этом мощность
двигателя
-
коэффициент
запаса
Выберем =1,2, тогда
Таким
образом, двигатель следует выбирать
исходя из следующих параметров:
Проведем анализ нескольких двигателей, которые могли бы подойти.
Н
аиболее
подходящие по параметрам оказались
двигатели серии ДК1.
Рис 2. Технические данные двигателей постоянного тока серии ДК.
Рассмотрим двигатели серии ДК:
Рис 2.1 Технические данные двигателей постоянного тока серии ДК.
Проанализируем каждый двигатель.
Таблица 1.
Тип двигателя |
Номинальный момент, Н*м |
Мощность, Вт |
Частота вращения, об/мин |
ДК-1,7 |
1,7 |
180 |
1000 |
ДК1-2,3 |
2,3 |
240 |
1000 |
ДК1-3,5 |
3,5 |
360 |
1000 |
ДК1-5,2 |
5,2 |
540 |
1000 |
*-жирным шрифтом выделены параметры, подходящие по условию.
Таким образом, из таблицы 1 видно, что самый подходящий тип двигателя - ДК1-5,2.
Запишем его характеристики:
Таблица 2.
Тип двигателя |
Номи-нальный момент, Н*м |
Номин-альная скорость об/мин |
Номи-нальная мощность, Вт |
Номи-нальный ток, А |
Напря-жение,В |
КПД,% |
Момент Пусковой, Н*м |
Ток Пусковой, А |
Момент инерции якоря, кг*м2 |
Активное сопротив-ление якоря, Ом |
Индук-тивность обмотки, Гн |
Электромагнитная постоянная, мс |
ДК1-5,2-001-АТ |
5,2 |
1000 |
715 |
6,5 |
110 |
75,5 |
36 |
16.25 |
0,037 |
1 |
25 |
5,3 |
Обычно, пусковой ток принимают равным 2.5*ток номинальный , т.о.:
Данный результат записан в таблицу 2.
Подбор силового драйвера.
Необходимые условия для подбора силового драйвера:
Интеллектуальный силовой драйвер должен содержать встроенные элементы токовой, температурной защиты, защиты от перенапряжения, встроенные датчики тока и скорости. При этом:
ток силового драйвера > 6.5 А,
Пусковой ток < Предельного тока драйвера,
Напряжение силового драйвера > 110В
Наиболее подходящий по параметрам силовой драйвер - IRAMX16UP60A.
Рис. 3 Силовой драйвер IRAMX16UP60A.
Характеристики драйвера
Таблица 3
Из таблицы 3 видно, что данный драйвер полностью удовлетворяет заданным параметрам, а именно
Напряжение драйвера больше напряжения двигателя 600В>110В
Максимальный ток больше тока пускового 30A>16.25A
Ток силового драйвера > номинального тока двигателя 8A>6.5A
Функциональная схема силового драйвера:
Рис. 4 Функциональная схема силового драйвера.
