Режимы работы

Конструкция

1 ШД с постоянными магнитема

Положение фиксации – в конце такта магнит ротора занимает положение (фиксированное) с минимальным магнитным сопротивлением

Для уменьшения шага необходимо увеличить число полюсов ротора

α = 2π/(Z_n×n)

Z_n – число полюсов

Обычно Z_n = 4-6 увеличение ограничено диаметром ротора и технологией изготовления, а так же увеличением ротора рассеяния между полюсами

Z_n = 4-6- шиг – несколько десятков градусов

Почт. Магниты - сильные – дорогие; ферриты – слабые

2 Реактивные ШД – Р – основной применяемый тип

Статор – зубцы с обмотками на них попарно соединенных

Ротор – зубцы (число их меньше, чем у стартора)

Сердечники – шихтованные, из магнитомягкого материала с высокой магнитной проницаемостью

1.Статический

При f=0 – прохождение постоянного тока по ОВ, создающим неподвижное магнитное поле.

2.Стартстоповый

Отработка ед. шагов. Частота вх. Импульсов такова, что переходный процесс, вызванный подачей импульса заканчивается к моменту подачи следующего импульса. Ротор перемещается на один угловой шаг и успевает затормозиться. Этот процесс сопровождается электромагнитным переходным процессом в обмотках ШД и эл. мех. Переходный процесс вследствие воздействия электромагнитного момента на ротор ШД движение ротора в конце шага – свободные колебания относительно положения устойчивого равновесия. Кинетическая энергия ротора расходуется на электромагнитные и электромеханические потери.

3.Установившийся режим

При постоянной частоте упр. импульсов f

Время такта коммутации Tком>tп.п.; при этом скорость

Управление ШД

Характеристики ШЕП(ШД) определяются системой нелинейных дифференциальных уравнений эл. равновесия по числу обмоток ШД и управлением моментов (без учета демфирования)

- момент нагрузки

- электромагнитный момент (зависит от и )

– момент инерции привода

- напряжение на обмотках

- потокосцепление (2 витка)

Исследование уравнений (сложное) позволяет определить условия устойчивой работы ШД

1. Наличие внешнего демпфера
2. Наличие режима холостого хода
3. Увеличения числа тактов коммутации

Привод устойчив если:

- коэффициент вязкотрения, - круговая частота собственных колебаний

Переходные режимы (пуск, торможение, реверс, переход на другую частоту) полностью описывается системой уравнений

Статический режим (устойчивый) определяется угловой статической характеристикой – зависимость (статический синхронизирующий момент от угла рассогласования между полем статора и ротора)

Значение зависит от геометрии магнитной системы и типа ШД, числа пар полюсов ротора числа возбужденных фаз

– угол поворота поля статора при коммутации фаз

- угол отставания ротора от поля статора в результате действия нагрузки

Для обеспечения перегрузки и устойчивого движения

Функциональная схема

Управление – изменение U и f(y) частотно-регулируемых ЭП

Много дискретных элементов – цифровые системы ЭВМ, МП

Применяются статические преобразователи частоты с отличным от (U/f) принципом управления

ШЕП – управление частотно-модулированной последовательностью импульсов в которых f = сред. W, число импульсов – углу поворота ротора.

Список литературы

1. Карнаухов Н.Ф. Электромеханические и мехатронные системы: Учебное пособие для вузов. Ростов н/д, Феникс, 2006, 320с.
2. Терехов В.М., Осипов О.И. Системы управления электроприводов. 2005
3. ЭТС-4 под редакцией Герасимова, 2002
4. Башарин А.В., Новиков В.А., Соколовский Г.Г. Управление электроприводами. Л. ЭАИ, 1982г. 392с
5. Сафонов Ю.М. Электроприводы промышленных роботов. М. ЭАИ, 1990, 176с
6. Исии Т. Симояма И. Иноуэ X. Мехатроника. М. МИР, 1988, 318с
7. Подураев Ю.В. Мехатроника. Основы, методы, применение. М. Машиностроение, 2006, 256с
8. Журнал «Мехатроника. Автоматизация. Управление.»
9. Егоров О.Д. Подураев Ю.В. Конструирование мехатронных модулей. М. МГТУ Станкин, 2004, 360с

Дата добавления: 2014-01-04