к ведеться за формулою Клосса.
Величина критичного ковзання знаходиться за формулою:
(5.1)
Формула для розрахунку механічної характеристики має вигляд:
(5.2)
де
(5.3)
(5.4)
Підставляючи у формулу Клосса різні значення ковзання (Кутовий швидкості), отримуємо ряд точок, за якими будуємо природну механічну характеристику двигуна. Розрахунок механічної характеристики двигуна проводимо за допомогою пакету Mathcad 2003
В
Малюнок 5.1 - Графік природної механічної характеристики.
Розрахунок електромеханічної характеристики - залежності струму статора I1 від ковзання S виробляється з використанням наступної формули:
(5.5)
(5.6)
де
(5.8)
(5.9)
(5.10)
Підставляючи в цю формулу відомі значення номінального струму статора, кратності максимального моменту, критичного ковзання і q, а так само різні значення ковзання (швидкості), отримуємо різні значення струму ротора, по яких потім будується графік електромеханічної характеристики. Розрахунок електромеханічної характеристики двигуна виробляємо за допомогою пакету Mathcad 2003.
В
Малюнок 5.2. - Електромеханічна характеристика двигуна
5.2 Розрахунок статичних механічних характеристик приводу
Так як для регулювання швидкості застосовується ПІ - регулятор (буде показано нижче), який дає нульову статичну помилку, тому механічна характеристика приводу буде абсолютно жорсткою.
В
Малюнок 5.3. - Механічні характеристики приводу. br/>
6 Розрахунок перехідних процесів в електроприводі за цикл роботи
Моделювання роботи електроприводу будемо проводити в середовищі Mathlab 6.5.
Так як частота комутації вентелей в перетворювачі частоти дуже велика (близько 15000 гц), то його постійна часу дуже мала і можна їй знехтувати. Перетворювач частоти при моделюванні представимо лінійним ланкою з коефіцієнтом передачі КПЧ.
В
Малюнок 6.1 - Структурна схема перетворювача частоти.
Ми маємо двомасових розрахункову схему механічної частини. Вирази для двухмассовой розрахункової схеми:
(6.1)
Значення МС залежить від виду навантаження. Так як навантаження активна (потенційна), то МС = Const.
Структурна схема двухмассовой розрахункової схеми механічної частини представлена ​​на малюнку 6.2:
В
Рисунок 6.2 - Структурна схема механічної частини.
Для моделювання асинхронного двигуна використовуємо лінеаризовану модель:
(6.2)
або в операторної формі:
(6.3)
де - жорсткість характеристики, визначається за формулою:
; (6.4)
- електромагнітна постійна часу двигуна, визначається за формулою:
(6.5)
Схема линеаризованной моделі асинхронного двигуна представлена ​​на малюнку 6.3.
В
Малюнок 6.3 - лінеаризованих модель асинхронного двигуна.
Максимальне значення моменту двигуна:
(6.6)
Коефіцієнт передачі перетворювача по частоті визначається відношенням максимального сигналу на виході перетворювача до максимальному сигналу на виході регулятора моменти:
(6.7)
В
Максимальне значення моменту обмеження одно критичного моменту природної характеристики двигуна:
(6.8)
В
З рівняння (6.3) знаходимо Крм:
(6.9)
В
Регулятор моменту представляється у вигляді П-регулятора.
Граничне значення коефіцієнта посилення зворотного зв'язку, забезпечує регулювання моменту з нульовою помилкою:
(6.10)
В
Для розрахунку контуру швидкості представимо контур моменту в вигляді ланки:
В
(6.11)
Позначивши
,
отримаємо передавальну функцію оптимізованого контура регулювання моменти:
(6.12)
де
Коефіцієнт передачі датчика негативного зворотного зв'язку за швидкістю розраховується як відношення напруга завдання на відповідне значення максимальної швидкості:
(6.13)
В
Малої некомпенсовані постійної часу контура регулювання швидкості є електромагнітна постійна двигуна, тобто приймаємо.
Великий компенсується постійної часу контура регулювання швидкості є механічна постійна двигуна.
Для отримання нульової помилки в статиці і форсування перехідних процесів в динаміці регулятор швидкості повинен бути представлений у вигляді ПІ - регулятора.
Набудуємо регулятор швидкості на симетричний оптимум.
Бажана передавальна функція контуру швидкості налаштованого на симетричний оптимум:
(6.14)
Передавальна функція об'єкта регулювання:
(6.15)
