Структурная схема электродвигатель


Структурная схема электродвигатель
Структурная схема электродвигатель
Структурная схема электродвигатель

Передаточные функции и структурные схемы электродвигателя постоянного тока с независимым возбуждением - раздел Философия, ДИНАМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА С ИСПОЛНИТЕЛЬНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО ТОКА Общая Структурная Схема Двигателя Постоянного Тока, Соответствующая Нелинейно...

Общая структурная схема двигателя постоянного тока, соответствующая нелинейной математической модели (32), приведена на рис. 7. Она содержит информацию об основных нелинейностях статических характеристик электродвигателя.

В результате линеаризации момента “сухого” трения, а также с учетом того, что для двигателя постоянного тока с независимым возбуждением справедливо утверждение о постоянстве магнитного потока

, (46)

и , , перепишем систему уравнений (32) в виде

 

(47)

 

 

Система уравнений (47) линейная и ей соответствует структурная схема, представленная на рис. 9.

   

 

Рис. 9. Структурная схема электродвигателя постоянного тока с независимым возбуждением, соответствующая системе уравнений (47)

 

Подчеркнем, что широко применяемые на практике электродвигатели постоянного тока с независимым возбуждением имеют большие скорости вращения ротора и изготавливаются с достаточно малыми моментами трения на оси вращения. Поэтому не только значение собственного момента трения на оси двигателя, но и приведенная к этой оси составляющая момента трения на оси объекта управления из-за больших значений передаточного отношения редуктора пренебрежимо малы в сравнении с развиваемым электромеханическим моментом. Следовательно, в первом приближении можно считать, что или даже .

 

Тогда система уравнений (47) может быть записана в виде

 

(48)

 

а структурная схема после соответствующих преобразований сведется к схеме рис. 10.

Преобразование структурной схемы, представленной на рис. 10а, к виду динамического звена, представленного на рис. 10б, заключается в следующем. Два последовательных звена заменяются одним, оператор которого есть произведение операторов этих последовательных звеньев.

 

 

   
Рис. 10. Структурная схема электродвигателя постоянного тока с независимым возбуждением: а) при ; б) та же схема, преобразованная к виду динамического звена

 

Таким образом, два последовательно включенных звена с операторами и заменяются одним звеном с оператором, ,а три последовательно включенных звена с операторами , и заменяются одним звеном с оператором .

Звено, охваченное обратной связью, заменяется одним звеном с оператором, который определяется по следующему правилу:

, (49)

где – оператор звена, которое охвачено обратной связью, – оператор звена в цепи обратной связи.

После преобразований получены выражения для электромеханической постоянной времени и электромагнитной постоянной времени электродвигателя постоянного тока с независимым возбуждением. Они равны:

(50)

и

, (51)

соответственно. Кроме того, получено выражение коэффициента передачи электродвигателя:

. (52)

В дальнейшем оператор дифференцирования в передаточных функциях заменяется оператором Лапласа . Например, передаточная функция электродвигателя постоянного тока с независимым возбуждением может быть записана двумя способами:

(53)

или

. (54)

Следует иметь в виду, что формулы (50) – (54) можно использовать только при сделанном выше допущении о возможности пренебречь коэффициентом эквивалентного вязкого трения . В противном случае формулы (53) и (54) перепишутся следующим образом:

 

(55)

 

. (56)

 

Для определения выражений коэффициентов в формулах (55) и (56) проведем несколько последовательных преобразований структурных схем. Схема рис. 9 преобразуется к виду рис. 11 с заменой оператора дифференцирования оператором и последовательно соединенных звеньев одним звеном с передаточными функциями и , соответственно.

 

   
Рис. 11. Структурная схема электродвигателя постоянного тока с независимым возбуждением при первом преобразовании

 

 

Структурная схема рис. 11 преобразуется к виду рис. 12, на котором показано приведение двух звеньев, охваченных местными обратными связями к двум, включенным последовательно с третьим – .

 

 

Рис. 12. Структурная схема электродвигателя постоянного тока с независимым возбуждением при втором преобразовании

 

Затем - к виду рис. 13, на котором остается только одно звено, охваченное местной обратной связью – .

 

 

Рис. 13. Структурная схема электродвигателя постоянного тока с независимым возбуждением при третьем преобразовании

 

И, наконец, к окончательному виду рис. 14 с передаточной функцией (55), где коэффициенты (параметры передаточной функции) соответственно равны:

 

и при . (57)

 

и при . (58)

   

 

 

Рис. 14. Структурная схема электродвигателя постоянного тока с независимым возбуждением, соответствующая его представлению одним динамическим звеном при наличии трения, т.е.

 

Рассмотрим более подробно задачу использования предложенных математических моделей электродвигателя постоянного тока с независимым возбуждением в виде структурных схем и передаточных функций при анализе и синтезе динамической системы с таким исполнительным двигателем.

 

С этой целью получим математическую модель простейшей динамической системы управления. Вначале выберем для нее чувствительный элемент.

 

Структурная схема электродвигатель Структурная схема электродвигатель Структурная схема электродвигатель Структурная схема электродвигатель Структурная схема электродвигатель Структурная схема электродвигатель Структурная схема электродвигатель Структурная схема электродвигатель Структурная схема электродвигатель Структурная схема электродвигатель Структурная схема электродвигатель Структурная схема электродвигатель Структурная схема электродвигатель

Тоже читают:



Поздравление с днём рождения для вожатой

Изготовление водоема на участке своими руками

Стемпинг в маникюре в домашних условиях

Вязание детских свитеров для мальчиков схемы

Ремонт полиэтиленовых емкостей своими руками