Устройство импульсного управления исполнительным двигателем постоянного тока (стр. 3 из 4)

Как видно

. Из расчетов для транзистора VT2 окончательно получаем,

, , .

В качестве транзистора VT1 используется транзистор КТ603А со следующими основными характеристиками [ 7, стр.317]:

Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ

= 80

Обратный ток коллектора(при Тс = -40⁰¸ +25⁰С) I_KOmax = 1 мкА

Постоянный ток коллектора I_Kmax = 1 А

Постоянный ток базы I_{Б max} = 0,2 А

Постоянное напряжение эмиттер-база U_{БЭ max} = 7 В

Постоянное напряжение коллектор -эмиттер U_{КЭ max} =120 В

Постоянная рассеиваемая мощность коллектора Р_{К max} = 0,8 Вт

Максимальная температура коллекторного перехода Т_{п max} = 150⁰С

Значит, общий коэффициент усиления по току базы будет:

=30×80=2400

Для транзистора VT1 получаем, т.к.

, то должно выполняться следующее соотношение: = =70 мА, где - ток базы транзистора VT2. Значит по уже известным формулам можно записать:

Зададимся значением степени насыщения S = 2, тогда получим

мА, а затем построим выходные ВАХ для транзистора КТ603А.

Рисунок 10 - Входные ВАХ транзистора КТ603А

Получим, что

. Рассчитаем необходимое сопротивление :

В режиме запирания транзистора в силу ничтожно малой величины теплового тока коллектора, на вход транзисторного ключа можно не подавать отрицательное запирающее напряжение. Для запирания транзистора будет достаточно и нулевого уровня напряжения.

4. Построение механической и регулировочной характеристик электродвигателя

При описании работы двигателя в установившемся режиме используют механическую и регулировочную статические характеристики.

Под механической характеристикой понимают зависимость установившейся средней частоты вращения ротора от среднего значения момента при неизменной отрицательной продолжительности импульсов t_u.

Под регулировочной характеристикой понимают зависимость установившейся средней частоты вращения ротора от относительной продолжительности импульсов t_u при неизменном среднем моменте на валу двигателя.

В зависимости от соотношения электромагнитной постоянной времени обмотки якоря t_я и величины Т_u, от схемы управления, момента нагрузки и тока в цепи якоря возможны два основных режима работы двигателя при импульсном управлении: режим прерывистого тока и режим непрерывного тока.

Режим прерывистого тока возможен при t_я< Т_u и характеризуется тем, что во время паузы t_n ток в якоре равен нулю. В технических условиях на двигатель не было указано индуктивности его обмотки, поэтому можно предположить, что она очень мала, и t_язаведомо удовлетворяет указанному условию. В этом случае характеристики двигателя определяются следующими выражением:

(*)

где

- средняя частота вращения вала двигателя;

М_ср : t_u- среднее за период Т_u значение вращающего момента.

Все величины - в относительных единицах.

Выражение (*) при t_u=constпредставляет собой уравнение механической характеристики, а при М_ср= const уравнение регулировочной характеристики. Из анализа этого выражения можно сделать выводы:

1. Механические характеристики линейны и начинаются из одной общей точки холостого хода (

=1, М_ср=0). Жесткость механических характеристик, т.е. отношение приращения момента к приращению частоты вращения ротора, уменьшается по мере уменьшения t_u.

2. Регулировочные характеристики нелинейны. Регулирование возможно только при М_ср ≠ 0, т.к. при М_ср = 0 установившееся значение средней частоты вращения ротора

=1, при любом t_u.

Согласно бланку задания нам требуется построить характеристики двигателя в абсолютных единицах. В числе прочих справочных данных для двигателя имеются следующие:

Номинальная частота вращения n_ном=4400 об/мин

Номинальный момент на валу двигателя M_ном=0,196 Н∙м

Пусковой момент M_пуск=0,49 Н∙м

Теперь запишем уравнение (*) с учетом того что

, а

(**)

теперь подставив в уравнение (**) точки (M_ном; n_ном) и (M_пуск;0)(условие равенства скорости двигателя 0 в момент пуска), и для простоты вычислений приняв

=1, получаем:

об/мин

Теперь мы можем построить механические и регулировочные характеристики для данного двигателя.

Построим механические характеристики для

=0,5, =0,25 и =0,1 проще всего это сделать, воспользовавшись уравнением (**) приняв при этом n=0.Найдем координаты первой точки:

	1	0.5	0.25	0,1
n,об/мин	0	0	0	0
M ,Н∙м	0,49	0,245	0,1225	0,049

Что касается второй точки то, как следует из свойств механической характеристики описанных выше, это будет точка (0,

).Теперь построим механические характеристики.

Рисунок 11 - Механические характеристики.

Теперь построим регулировочные характеристики, для этого воспользуемся уравнением (**). Составим следующую таблицу:

При

Н∙м

	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1
n,об/мин	0	3666	4888	5499	5866	6111	6285	6416	6518	6599

При

Н∙м

	0,25	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1
n,об/мин	0	1222	2750	3666	4277	4714	5041	5296	5500

При

Н∙м

Теперь построим регулировочные характеристики двигателя:

Рисунок 12 - Регулировочные характеристики.

Далее изобразим относительный график заполнения импульса и частоты вращения ротора при высоте импульсов U_ном и моменте на валу двигателя M_ном.

Рисунок 13 - Относительный график заполнения импульса и частоты вращения ротора

Где величины n₁и n₂ определяются по формулам:

Где

- среднее в интервале значение вращающего момента двигателя, отн.ед.; -статический момент сопротивления на валу отн.ед.; -момент инерции ротора;