Мастерская по наладке электроприводов
Нормализующая частота
Для ограничения тока при нулевой частоте полное активное сопротивление в цепи фазы должно составлять... При выборе добавочных сопротивлений нужно учитывать изменение их величины от нагрева. Нормализованная постоянная времени.

Коэффициент собственного демпфирования ШД можно приближенно принять: Более точно коэффициент р можно определить экспериментально при установленном уровне напряжения. Для полученных значений по кривым, приведенным в приложении, определяются предельные значения частот устойчивой работы привода.

Для этого можно воспользоваться кривыми, рассчитанными для х=1,2. Более точное определение частот возможно, если произвести интерполяцию кривых для х=1. Предельная частота, до которой привод может устойчиво работать с максимальным моментом нагрузки в установившемся режиме, составляет: В переходных процессах при отрицательном все предельные частоты совпадают.

Однако меньшие значения частот получаются при реверсе с положительным. Соответственно предельно допустимая скорость в самом тяжелом переходном режиме (реверс с максимальным моментом нагрузки при мгновенном изменении частоты) составляет: Ямин = 41 об/мин. Таким образом, по всем показателям двигатель ШД-4-0,5 подходит для системы программного управления с приведенными выше параметрами.

В приведенном примере скорости при плавном и мгновенном изменении входного 'сигнала получились больше заданных, что свидетельствует о завышении кратности форсирования, т. е. величины питающего напряжения. Для повышения к. п. д. шагового привода и коэффициента собственного демпфирования можно было бы уменьшить напряжение питания, что позволило бы также применить и более дешевые низковольтные тиристоры.

В данном случае общий коэффициент вязкого трения оказался близким к критическому. Это свидетельствует о том, что работа в области частот электромеханического резонанса возможна, но будет сопровождаться значительными колебаниями. Снижение напряжения в этом случае окажется полезным и для уменьшения колебаний. Определение предельных частот и скоростей для новых значений производится аналогично.

Если бы данный привод предназначался для замкнутой системы, в которой сигнал ошибки и пропорциональная ему частота входных импульсов обычно меняются не скачкообразно, то можно было бы ориентироваться на частоты предельной нагрузочной характеристики и еще больше снизить напряжение питания. Кривыми, приведенными в приложении, можно пользоваться также и для расчета режимов работы приводов, у которых блоки управления обеспечивают форсирование электромагнитных переходных процессов с отсечкой по току.

Предельные динамические и нагрузочные характеристики шаговых приводов. Выявленные качественные закономерности поведения ШД в различных режимах показывают, что существуют области параметров, которые в определенном сочетании гарантируют надежную работу привода в любых заданных режимах, причем при вариации любого из этих параметров характер процессов изменяется.

Следовательно, существуют некоторые граничные значения коэффициентов, разделяющие области устойчивой и неустойчивой работы привода. Определение зависимости граничных значений моментов от частоты и представление их в виде предельных динамических и нагрузочных характеристик составляют
основную задачу (математического моделирования. Характеристики, предназначенные для инженерных расчетов ШД и автоматических.

Формулы обратного перехода от безразмерных величин к физическим очевидны. Способ использования обобщенных характеристик целесообразно пояснить на следующем примере. Требуется выбрать ШД для разомкнутой реверсивной системы программного управления. Из условия точности цена шага не должна превышать 5°. Нагрузка характеризуется следующими данными, приведенными к валу ШД: максимальный (активный) момент, коэффициент вязкого трения; момент инерции.

Напряжение сети постоянного тока 220 в (возможно также питание от индивидуального выпрямителя). При любом характере изменения командного сигнала достаточно обеспечить скорость вращения ШД не более 30 об/мин. Относительный момент нагрузки четырехфазного ШД обычно составляет 0,3-0,5. Безразмерные параметры привода для случая управления ШД от тиристорного блока с простой форсировкой при питании от 220 в определяются следующим образом.

Экспериментальное определение параметров шагового электропривода: Испытания ШД и привода проводят с заторможенным ротором и при различном характере движения. В первом случае определяются кривые статического синхронизирующего момента, индуктивные параметры, общий момент инерции ротора и нагрузки; во втором-предельные нагрузочные и динамические характеристики привода.

Вследствие того что кривые статического синхронизирующего момента имеют устойчивые и неустойчивые участки, а цена шага может достигать долей градуса, необходимо принудительно устанавливать ротор двигателя во всем диапазоне изменения момента и измерять угол рассогласования магнитных осей с большой точностью. Обычно это выполняется за счет самотормозящейся передачи, при помощи которой ротор выводится из положения равновесия.

Момент ШД измеряется по деформации промежуточной полой втулки или пластины с наклеенными на них тензодатчиками. Упругий элемент с тензодатчиками называется тензометром. При заданных пределах измерения момента требуемую чувствительность тензометра можно получить вариацией геометрически размеров упругого элемента или изготовлением его из материалов с различными модулями упругости.

Устанавливая ротор относительно статора с помощью червячного редуктора, можно снять семейство статических характеристик ШД при разных токах управления. Точная величина момента инерции ротора ШД и нагрузки должна быть известна при проектировании шагового привода. Она может быть определена экспериментально по осциллограмме крутильных колебаний тензометра, жестко связанного с основанием испытательного стенда и ротором ШД или свободным валом приводного ненагруженного механизма.

Если к свободному концу вала ШД, отключенного от сети, приложить внешнее усилие, скручивающее тензометр на некоторый угол ф, а затем внезапно снять его, то возвращение ротора в исходное положение будет происходить с колебаниями.

Обычно при испытании ШД с реактивным ротором затухание колебаний невелико, так как коэффициент демпфирования определяется трением в системе ротор - упругий элемент. Жесткость упругого элемента должна быть предварительно вычислена или определена из эксперимента. Когда затухание колебаний оказывается значительным (ШД с активным ротором, трение IB нагрузочном механизме), частота со заметно отличается.

В этом случае по осциллограмме выходного сигнала тензометра нужно определить не только частоту, но и коэффициент демпфирования: Погрешность, полученная при экспериментальном определении момента инерции тел правильной геометрической формы описанным выше способом, не превышает нескольких процентов от расчетной величины. Для точных измерений необходимо, чтобы в местах соединений ротора, тензометра и вала редуктора отсутствовали люфты.

Определение предельных рабочих частот и динамических характеристик шагового привода требует измерения среднего "и мгновенного значений момента нагрузки. При испытаниях ШД в качестве нагрузочных устройств удобно применять фрикционные тормоза или порошковые муфты, у которых моменты инерции вращающихся частей относительно невелики. Косвенное измерение момента (например, по давлению на колодки тормоза или току муфты) неточно из-за зависимости коэффициента трения от скорости, смазки и т. п.


Спонсор публикации:
©2009-2012 - Права защищены
Укажите ссылку на источник при копировании информации