Данные для расчета МУ для управления исполнительным двигателем постоянного тока

Исходные данные для расчета МУ

Исходными данными для расчета МУ являются: величина и характер нагрузки, максимальная мощность Pн макс или максимальный ток Iн макс нагрузки, минимальная мощность Pн мин или минимальный ток Iн мин нагрузки, максимальная мощность Pу макс или максимальный ток Iу макс сигнала управления, входное сопротивление усилителя Rу или сопротивление источника усиливаемого сигнала Rи, частота источника питания fпит, постоянная времени τу. Кроме того, к МУ могут предъявляться специфические требования, например, такие как минимальный вес и габариты, повышенная стабильность характеристик, экономичность и др.

Параметры двигателя:

Тип двигателя: МИ-22-I

Uн = 60 В

nн = 1000 об/мин

Pн = 120 Вт

Iян = 2,6 А

Iвн = 0,23 А

η = 64 %

rя = 1,44 Ом при 20˚C

rв = 264 Ом при 20˚C

Mн = 11,6 × 9,81·10ֿ² Н·м

Mс = 1,5 × 9,81·10ֿ² Н·м

GD² = 0,016 кг·м²

J = 0,004 кг·м²

Данные для расчета МУ для управления исполнительным двигателем постоянного тока

В нашем случае нагрузка МУ будет активной и при якорном управлении определяется выражением:

Uн 60 В

Rн = Iян = 2,6 А = 23,08 Ом; (1.1)

максимальная мощность нагрузки

Pн макс = Uн · Iвн = 60 В · 0,23 А = 13,8 Вт; (1.2)

минимальная мощность нагрузки

Pн мин = Uн · Iн мин = 60 В · 0,13 А = 7,8 Вт; (1.3)

ток Iн мин принимается в 20 раз меньше тока управления двигателя, т.е.

Iян 2,6 А

Iн мин = 20 = 20 = 0,13 А; (1.4)

максимальная мощность управления

Pу макс = I²ян · Rн = (2,6 А)² · 23,08 Ом = 156 Вт; (1.5)

входное сопротивление усилителя принимается равнымRу = (50 ÷ 150) Ом =

= 150 Ом, частота источника питания рабочих обмоток МУ fпит = 500 Гц, значение постоянной времени τу МУ не должно превышать величины электромеханической постоянной двигателя Тэм:

J·π·nо·α J·nо0,004 кг·м²· 1000/60 об/с

Тэм = 30·Mк1·α≈ 0,105 · Mк1 = 0,105· 11,6 × 9,81·10ֿ² Н·м =

= 0,0062 с, (1.6)

где Mк1 – пусковой момент приα=1,Mк1 ≈ Mн;nо – скорость идеального холостого хода примем равной nн; J – момент инерции,α – коэффициент сигнала.

Этапы расчета МУ