Проектирование управляемого привода в электромеханических системах (стр. 7 из 12)
1.5.4 Проверка на нагрев второго двигателя второй траектории
Из пункта 1.4.4 возьмем значение номинального момента:
Для второго двигателя первой траектории выбираем
.Момент, требуемый от двигателя на любом из участков траектории, определяется по формуле 1.42.
Таблица 1.9
 | Интервал времени | Формула для расчета  | Значение |
| 1 |  |  | 4.442 |
| 2 |  |  | -4.427 |
| 3 |  |  | 0.0032 |
| 4 |  |  | -4.442 |
| 5 |  |  | 4.427 |
Находим эквивалентный момент двигателя по формуле (1.33):
, 
.Проверяем условие нормального теплового режима:
.Поскольку условие выполняется, значит, двигатель типа ДВИ-321–02 с передаточным числом
подходит для второй траектории, т.е. с двигателем при отработке траектории не произойдет перегрева.Определим энергетический запас двигателя:
.1.6 Выбор рабочей траектории
Для выбора программной траектории движения нагрузки необходимо проанализировать достоинства и недостатки каждой из двух возможных траекторий, а также пар двигателей, чтобы в итоге остановиться на одной траектории и выбрать один из четырех двигателей.
Сравним двигатели, выбранные для данных траекторий. Скорости вращения двигателей типа ДВИ-211–02 и СД-150 для первой траектории очень большие (
и 
соответственно), нежели для второй траектории ( 
и 
). Чем ниже скорость вращения двигателя, тем меньшее передаточное число требуется обеспечить, а, следовательно, выбрать более простой редуктор, подходящий по массогабаритным характеристикам и его КПД.Как для первой, так и для второй траектории, все двигатели обеспечивают достаточный энергетический запас, но двигатели для второй траектории типа 2ПБ90МУХЛ4 и ДВИ-321–02 обеспечивают больший запас энергии.
Необходимо отметить, что изменения, которым подвергается первая программная траектория, снижают качество управляемого привода.
Остановим свой выбор на второй из двух возможной траекторий.
Для второй траектории движения необходимо выбрать двигатель из двух возможных 2ПБ90МУХЛ4 и ДВИ-321–02. Сравнивая технические характеристики двигателей (таблица 1.6), можем отметить, что двигатель 2ПБ90МУХЛ4 обладает меньшей массой по сравнению с двигателем ДВИ-321–02, и меньшим сопротивлением в якорной цепи, что уменьшает тепловые потери, и меньшим энергетическим запасом.
Таким образом, выбираем двигатель типа 2ПБ90МУХЛ4 и соответственно подобранный для него редуктор 5Ч 80 типа червячный одноступенчатый с передаточным отношением
.2. Синтез системы управления электроприводом
2.1 Выбор информационных элементов привода
Информационными элементами привода являются элементы измерителя рассогласований: задающее устройство, датчик обратной связи, сумматор.
Вид управляемого привода обуславливает выбор типа информационных элементов: датчиков линейных или угловых перемещений.
Приведем статическую ошибку системы, заданную в ТЗ в относительных единицах, к абсолютным единицам.
. (2.1) 
Допустимая погрешность измерителя рассогласования
находится по заданной в ТЗ статической погрешности привода 
, которая складывается из статических погрешностей привода по задающему и возмущающему воздействиям, статической погрешности измерителя рассогласований и погрешностей элементов прямого канала привода: усилителя мощности, преобразователя, двигателя, редуктора. Точность измерителя рассогласования удовлетворительна, если составляет не более трети допустимой статической погрешности, оговариваемой ТЗ на проектируемый привод. 
. (2.2) 
Ошибка измерителя рассогласования
определяется способом среднеквадратического суммирования ошибок задающего устройства (ЗУ) и датчика обратной связи (ДОС). 
(2.3)Будем считать, что датчики ДОС и ЗУ абсолютно идентичны, поэтому они вносят одинаковый вклад в статическую ошибку измерителя рассогласования.
(2.4)Тогда из выражения 2.4 статические ошибки ДОС и ЗУ:
. (2.5) 
При выборе информационных элементов необходимо исходить из требований технического задания на разработку привода:
· вида управляемого привода и статической погрешности датчика
,· максимальных перемещений
,· скорости
.Исходя из выше изложенных требований к информационным элементам, выберем потенциометр проволочный, характеристики которого представлены в таблице 2.1.
Таблица 2.1. Параметры выбранного датчика
| Серия | ПЛП-8 |
| Тип | Круговой |
| Максим. допустимая скорость движения | 18 об/мин |
| Максимальная накопленная погрешность |  |
| Диапазон измеряемых перемещений |  |
| Масса, кг | 2.0 |
2.2 Синтез структурной схемы управляемого привода
Синтез структурной схемы привода начинают с разработки его функциональной схемы.
Рис. 2.1. Функциональная схема управляемого привода
На рис. 2.1 обозначено:
ЗД − задающий датчик (преобразовывает механический сигнал в электрический);
ЭС − элемент сравнения (в данном случае сумматор);
КУ − корректирующее устройство;
УМ − усилитель мощности (формирует напряжение в якорную цепь двигателя);
Дв – двигатель, преобразующий напряжение на его входе в угловое перемещение на его выходном валу;
Ред – редуктор, понижающий значение углового перемещения на выходном валу двигателя до величины перемещения, необходимого для управления положением рабочей нагрузки;
ДОС – датчик обратной связи, обеспечивающий преобразование физического сигнала в форму, удобную для сравнения.
Линеаризованная структурная схема двигателя постоянного тока (ДПТ) с независимым возбуждением при управлении по цепи якоря, составленная для приращений переменных двигателя в относительных единицах (о.е.), представлена на рис. 2.2.
Рис. 2.2. Линеаризованная структурная схема ДПТ в о.е.
На схеме (рис. 2.2) обозначено:
– приращение напряжения управления, 
. 
– приращение ЭДС, 
.