Материал: Линьков С.А. Моделирование мехатронных систем

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

2.5.3.Разгон, работа и торможение двигателя

среактивной нагрузкой

Примером реактивной нагрузки может служить сила трения в подшипниках, препятствующая движущему моменту двигателя (подшипники долго не смазывали). Вектор силы реактивной нагрузки направлен против вектора скорости двигателя.

Структурная схема двигателя для работы с реактивной статической нагрузкой представлена на рис. 2.35.

UЯ

U ЕД

IС

 

1 / R

Э

I

Я

 

 

 

 

 

 

 

Т

Э

р 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КФ

 

 

 

 

 

Н

 

 

 

 

РЭ

 

 

I

 

 

 

Н

 

 

 

I

 

 

 

Н

 

 

 

R

 

 

 

Э

Т

М

КФ

р

 

Н

 

Рис. 2.35. Структурная схема двигателя для работы с реактивной нагрузкой

РЭ – релейный элемент, моделирующий реактивную нагрузку.

На рис. 2.36 показаны переходные процессы основных

координат двигателя нагрузкой.

UВХ

,

дв

,

iдв

при работе с реактивной

88

U,i ,

UВХ

UH

с

I

I

дин

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

дв

iдв

I

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

С

I

дин

 

t

t

t

t

2

 

 

 

t

3

 

1

 

 

 

 

 

Рис. 2.36. Пуск, работа, торможение двигателя с реактивной нагрузкой

Переходные процессы с реактивно нагрузкой будут такими же, как и с активной нагрузкой, за исключением того, что во время

t

скорость равна нулю до тех пор, пока ток якоря не достигнет уровня статической нагрузки.

2.5.4. Приложение статической нагрузки во время разгона и снятие её во время торможения

На рис. 2.37 приведены

координат двигателя U

,

,

ВХ

дв

 

переходные

iдв

при ( IC

процессы основных

Iдин IН ).

89

U,i , U

UВХ

 

дин

 

с

 

 

дв

с

I

С

I

 

 

I

С

I

дин

дин

дин

iдв

IС

t

0

t

t

2

t

3

t

4

t

5

 

1

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.37. Приложение скачка статической нагрузки при разгоне и снятие его при торможении двигателя

Участок времени ( 0 t

1

) – пуск двигателя на х/х. Имеет

 

 

 

место динамическая просадка по скорости

дин ,

пропорциональная динамическому току. Ток якоря

I

Iдин

.

Участок (

t

1

 

t

2

 

). В момент t1 происходит бросок статической

нагрузки, скорость двигателя уменьшается, а затем снова увеличивается до номинальной, т.к. напряжение якоря продолжает

расти. Ток якоря

I IC

Iдин . Участок (

t

2

 

t

3

 

) – двигатель

работает в номинальном режиме с номинальной

нагрузкой. Ток якоря

I IC .

Участок ( t3

t4 ) –

двигателя с номинальной нагрузкой. Ток якоря

статической

торможение

I IC Iдин .

Участок ( t4 t5 ) – торможение двигателя без статической нагрузки, под действием отрицательного динамического тока. В

90

момент

t

4

 

снимается статическая нагрузка, скорость двигателя

возрастает, а затем уменьшается под действием отрицательного динамического момента до нуля.

Для описанных режимов работы рассмотрим статические характеристики двигателя, рис. 2.38.

 

 

 

0

 

 

 

 

Н

 

с

 

 

 

 

 

 

D

 

 

G

 

 

 

 

 

 

 

E

 

А

 

 

 

 

С

ест

 

U

3

U

2

U

 

 

1

В

U

 

U

 

2

 

 

1

U1

H

 

 

М I

Iдин

0

Iдин

IС Iдин

Рис. 2.38. Электромеханические характеристики двигателя

Участок

(

0 Iдин

А

) – разгон двигателя на х/х под

действием динамического тока. Участок (А-В) – просадка скорости

за счет приложения статической нагрузки.

разгон под нагрузкой. Участок (

Н

D

 

 

Участок

(В-С-

Н

) –

 

 

 

E ) –

торможение

двигателя под нагрузкой. Участок (Е-G) – увеличение скорости двигателя за счет снятия статической нагрузки. Участок (G-H-0) – рекуперативное торможение двигателя под действием отрицательного динамического тока.

91

 

2.5.5. Приложение скачка напряжения якоря U

Я

 

 

 

 

 

 

 

На рис. 2.39 изображены переходные процессы

i

дв

при приложении скачка напряжения якоря в 10%,

 

 

 

 

работает без нагрузки.

0,1 U

 

 

ЯН

 

U

,

,

ВХ

дв

 

двигатель

U,i ,

0,8UЯН 0,7UЯН

UЯ

IMAX

t1

дв

iдв

5%

t

Рис. 2.39. Приложение скачка напряжения якоря

при работе двигателя без нагрузки

До момента времени t

1

двигатель работает без нагрузки с

 

 

напряжением UЯ 0,7 UЯН .

С момента t1 происходит скачек

напряжения до

U

Я

0,8 U

ЯН

. Характер формирования тока и

 

 

 

 

напряжения явно выраженный колебательный.

92