2.5 Расчет параметров следящего электропривода

2.5.1 Модель кинематической цепи механизма

Расчет параметров кинематической цепи механизма проведем на основании расчетной схемы замещения механизма, приведенной на рисунке 2.5.1.1

Рисунок 2.5.1.1 – Расчетная схема замещения механизма

Структурная схема механической системы соответствующая расчетной схеме замещения приведена на рисунке 2.5.1.2

Рисунок 2.5.1.2 – Структурная схема механической системы

Эквивалентная угловая жесткость механизма, приведенная к угловой скорости вала двигателя:

,

где j_Σ =250 - эквивалентная осевая жесткость механизма;

t_В =6мм/об - шаг резьбы винта на оборот;

i_РЕД =12 - передаточное число редуктора.

Момент от силы трения в направляющих:

,

где g = 9,81 м/с²  ускорение свободного падения;

m=200 кг  масса перемещаемого груза;

k_ТР = 0,1  коэффициент трения в направляющих.

Момент сопротивления типа сухого трения на валу первой массы:

.

Момент сопротивления типа сухого трения на валу второй массы:

.

Момент инерции первой массы:

, где

J_ДВ = 4∙10^-3 кг∙м²  момент инерции двигателя;

J_В = 1,81∙10^-4 кг∙м²  момент инерции винта;

J_Ш1, J_Ш2  моменты инерции первой и второй шестерни соответственно.

Момент инерции второй массы:

.

Угловая частота внутренних колебаний двухмассовой системы:

,

где J₁, J₂  момент инерции первой и второй массы соответственно.

Коэффициент внутреннего вязкого трения:

, где

λ_ВТ = 0,1  логарифмический декремент затухания, характеризующий естественное затухание механических колебаний под действием внутренних сил вязкого трения.

Коэффициент передачи механизма:

.

Максимальная скорость двигателя быстрого хода:

,

где V_МАКС.Б = 2,5 м/мин  максимальная скорость быстрых перемещений.

Максимальная скорость двигателя рабочей подачи:

, где

V_МАКС.Р = 1000 мм/мин  максимальная рабочая скорость.

Минимальная скорость двигателя рабочей подачи:

.

Диапазон регулирования скорости РЭП:

.

Частота колебаний двухмассовой системы:

.

Полоса пропускания СЭП по условию влияния двухмассовой системы:

.

2.5.2 Расчет параметров силовой цепи

Таблица 2.5.2.1 – Параметры трансформатора Т1ЕВ

Тип трансформатора	U1л, В	U2л, В	I2н, А	Sн, кВА	Pкз, Вт	UКЗ%
Т1ЕВ	380	105	9,8	1,7	80	6

Расчет активного, индуктивного сопротивлений и индуктивности обмоток трансформатора на фазу приведен ниже.

Активное сопротивление фазы трансформатора:

.

Номинальное фазное напряжение вторичной обмотки трансформатора:

.

Полное фазное сопротивление вторичной обмотки трансформатора:

.

Индуктивное фазное сопротивление вторичной обмотки трансформатора:

.

Индуктивность обмотки трансформатора:

, где

.

Расчет ведется с целью моделирования системы управляемый тиристорный преобразователь - двигатель постоянного тока, обеспечивающей требуемые параметры регулируемого электропривода.

Расчётное сопротивление силовой цепи:

, где

R_K – сопротивление, вносимое за счет коммутации анодных токов:

;

m_В  пульсность выпрямителя;

.

Индуктивность силовой цепи:

, где

,

.

Электромагнитная постоянная силовой цепи:

.

Электромеханическая постоянная силовой цепи:

, где

– конструктивный коэффициент двигателя,

– номинальная угловая скорость вращения вала двигателя.

Параметры СИФУ электропривода «КЕМЕК» приведены в таблице 2.5.2.2.

Таблица 2.5.2.2– Параметры СИФУ электропривода «КЕМЕК»

Максимальное значение напряжения управления на входе преобразователя
Коэффициент передачи управляющего органа на входе СИФУ электропривода
Размах линейного опорного напряжения СИФУ
Начальный угол управления преобразователем

2.5.3 Параметры тиристорного преобразователя

Коэффициент усиления тиристорного преобразователя в режиме непрерывного тока:

,

E_d0 – ЭДС (средние значение) преобразователя при угле управления :

,

 расчётный коэффициент, характеризующий соотношение U_2Ф/E_d0 в идеальном выпрямителе.

Постоянная времени тиристорного преобразователя:

.

2.6 Расчет электромеханических характеристик разомкнутой

системы преобразователь-двигатель

Характеристики рассчитываются при пониженном напряжении сети, т.е. при .

Работа электропривода в I и III квадрантах

Электрическая машина работает в двигательном режиме. Группа «Вперед» (I квадрант) или группа «Назад» (III квадрант) преобразователь работают в выпрямительном режиме (угол управления ).

Минимальный угол управления преобразователем находится из условия обеспечения максимальной скорости электропривода =104,7с^-1 при токе двигателя А

^о.

Согласно рекомендации реверсивных преобразователей с раздельным управлением значение должно находиться из условия . Принимаем 10 град.

Электромеханическая характеристика разомкнутой системы ТП – двигатель при

.

Расчеты сводим в таблицу 2.6.1.

Таблица 2.6.1

Электромеханическая характеристика при 10град (I квадрант)		0	6,8	27,2
		253,8	218	110,5