Мир Знаний

Устройство импульсного управления исполнительным двигателем постоянного тока (стр. 3 из 4)

Как видно

. Из расчетов для транзистора VT2 окончательно получаем,

,
,
.

В качестве транзистора VT1 используется транзистор КТ603А со следующими основными характеристиками [ 7, стр.317]:

Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ

= 80

Обратный ток коллектора(при Тс = -400¸ +250С) IKOmax = 1 мкА

Постоянный ток коллектора IKmax = 1 А

Постоянный ток базы IБ max = 0,2 А

Постоянное напряжение эмиттер-база UБЭ max = 7 В

Постоянное напряжение коллектор -эмиттер UКЭ max =120 В

Постоянная рассеиваемая мощность коллектора РК max = 0,8 Вт

Максимальная температура коллекторного перехода Тп max = 1500С

Значит, общий коэффициент усиления по току базы будет:

=30×80=2400

Для транзистора VT1 получаем, т.к.

, то должно выполняться следующее соотношение:
=
=70 мА, где
- ток базы транзистора VT2. Значит по уже известным формулам можно записать:

Зададимся значением степени насыщения S = 2, тогда получим

мА, а затем построим выходные ВАХ для транзистора КТ603А.

Рисунок 10 - Входные ВАХ транзистора КТ603А


Получим, что

. Рассчитаем необходимое сопротивление
:

В режиме запирания транзистора в силу ничтожно малой величины теплового тока коллектора, на вход транзисторного ключа можно не подавать отрицательное запирающее напряжение. Для запирания транзистора будет достаточно и нулевого уровня напряжения.


4. Построение механической и регулировочной характеристик электродвигателя

При описании работы двигателя в установившемся режиме используют механическую и регулировочную статические характеристики.

Под механической характеристикой понимают зависимость установившейся средней частоты вращения ротора от среднего значения момента при неизменной отрицательной продолжительности импульсов tu.

Под регулировочной характеристикой понимают зависимость установившейся средней частоты вращения ротора от относительной продолжительности импульсов tu при неизменном среднем моменте на валу двигателя.

В зависимости от соотношения электромагнитной постоянной времени обмотки якоря tя и величины Тu, от схемы управления, момента нагрузки и тока в цепи якоря возможны два основных режима работы двигателя при импульсном управлении: режим прерывистого тока и режим непрерывного тока.

Режим прерывистого тока возможен при tя< Тu и характеризуется тем, что во время паузы tn ток в якоре равен нулю. В технических условиях на двигатель не было указано индуктивности его обмотки, поэтому можно предположить, что она очень мала, и tязаведомо удовлетворяет указанному условию. В этом случае характеристики двигателя определяются следующими выражением:

(*)

где

- средняя частота вращения вала двигателя;

Мср : tu- среднее за период Тu значение вращающего момента.

Все величины - в относительных единицах.

Выражение (*) при tu=constпредставляет собой уравнение механической характеристики, а при Мср= const уравнение регулировочной характеристики. Из анализа этого выражения можно сделать выводы:

1. Механические характеристики линейны и начинаются из одной общей точки холостого хода (

=1, Мср=0). Жесткость механических характеристик, т.е. отношение приращения момента к приращению частоты вращения ротора, уменьшается по мере уменьшения tu.

2. Регулировочные характеристики нелинейны. Регулирование возможно только при Мср0, т.к. при Мср = 0 установившееся значение средней частоты вращения ротора

=1, при любом tu.

Согласно бланку задания нам требуется построить характеристики двигателя в абсолютных единицах. В числе прочих справочных данных для двигателя имеются следующие:

Номинальная частота вращения nном=4400 об/мин

Номинальный момент на валу двигателя Mном=0,196 Н∙м

Пусковой момент Mпуск=0,49 Н∙м

Теперь запишем уравнение (*) с учетом того что

, а

(**)

теперь подставив в уравнение (**) точки (Mном; nном) и (Mпуск;0)(условие равенства скорости двигателя 0 в момент пуска), и для простоты вычислений приняв

=1, получаем:

об/мин

Теперь мы можем построить механические и регулировочные характеристики для данного двигателя.

Построим механические характеристики для

=0,5,
=0,25 и
=0,1 проще всего это сделать, воспользовавшись уравнением (**) приняв при этом n=0.Найдем координаты первой точки:
1 0.5 0.25 0,1
n,об/мин 0 0 0 0
M ,Н∙м 0,49 0,245 0,1225 0,049

Что касается второй точки то, как следует из свойств механической характеристики описанных выше, это будет точка (0,

).Теперь построим механические характеристики.

Рисунок 11 - Механические характеристики.

Теперь построим регулировочные характеристики, для этого воспользуемся уравнением (**). Составим следующую таблицу:

При

Н∙м
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
n,об/мин 0 3666 4888 5499 5866 6111 6285 6416 6518 6599

При

Н∙м
0,25 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
n,об/мин 0 1222 2750 3666 4277 4714 5041 5296 5500

При

Н∙м

Теперь построим регулировочные характеристики двигателя:


Рисунок 12 - Регулировочные характеристики.

Далее изобразим относительный график заполнения импульса и частоты вращения ротора при высоте импульсов Uном и моменте на валу двигателя Mном.


Рисунок 13 - Относительный график заполнения импульса и частоты вращения ротора

Где величины n1и n2 определяются по формулам:

Где

- среднее в интервале значение вращающего момента двигателя, отн.ед.;
-статический момент сопротивления на валу отн.ед.;
-момент инерции ротора;