Разработка и исследование следящего электропривода на основе синхронного двигателя с электромагнитной редукцией скорости

• Автор: Штерцер, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 165 c. : ил

1. Анализ технических условий. Обоснование постановки

задачи
1.1. Формулировка требовании к электроприводу оптикоэлектронных и робототехнических устройств

1.2. Общие методы синтеза точных следящих систем

1.3. Специальные методы повышения точности

1.4. Проблемы повышения точности при слежении на низкой скорости

2. Сравнительная оценка низкоскоростных исполнительных устройств. Обоснование целесообразности применения ДЭР

2.1. Выбор критериев сравнения

2.2. Анализ типоеых конструкций

2.3. Сравнение технических характеристик исполнительных устройств

2.4. Оценка управляемости и уровня создаваемых помех

2.5. Анализ результатов сравнения
3. Особенности конструкции, принцип действия и способы управления ДЭР
3.1. Физическая модель и перспективные конструкции ДЭР
3.2. Частотное управление ДЭР
3.3. Оптимизация параметров ДЭР
3.4. Частотно-токовое управление
3.4.1. Анализ режимоЕ на основе обобщенной модели
3.4.2. Оценка запаса напряжения источника
4. Исследование характеристик ДЭР с учетом явлений в магнитопроЕоде

4.1. Обоснование целесообразности учета явлений в магнитопроЕОде
4.2. Выеод уравнений и составление структурной схемы привода с учетом явлений е магнитопроЕоде
4.3. Идентификация ДЭР при частотно-токоЕом управлении
с учетом явлений в магнитопроЕоде
4.3.1. Экспериментальное определение механических характеристик с помощью инерционной нагрузки
4.3.2. Экспериментальное определение механических характеристик с помощью моментомера
4.3.3. Определение параметров СЕязей по статическим характеристикам
5. Синтез следящей системы с учетом нелинейностей ДЭР
5.1. Исследование автоколебаний
5.1.1. Исследование автоколебаний без учета насыщения тракта управления
5.1.2. Автоколебания при учете насыщения тракта управления
5.2. Методика синтеза электропривода
Заключение
Список использованных источников
Приложения

Основные направления развития народного хозяйства предусматривают комплексную механизацию и автоматизацию производственных процессов, создание АСУ ТП. Неотъемлемой частью таких комплексов являются следящие электроприводы, возросшее внимание к которым отмечалось в решениях УШ Всесоюзной конференции по проблемам автоматизированного электропривода (г.Ташкент, 1979), У1 научно-технической конференции "Электроприводы переменного тока с полупроводниковыми преобразователями" (г.Свердловск, 1983), Всесоюзного научно-технического совещания "Проблемы управления промышленными электромеханическими системами" (г.Тольятти, 1982) и др.
Высокие требования к следящему электроприводу в отношении точности слежения при широком диапазоне регулирования характерны для приборостроения, научных исследований, станкостроения, химической и медицинской промышленности. В некоторых случаях (оборонная, космическая и авиационная техника) дополнительно необходимо обеспечить минимальные габариты, вес, некритичность к окружающей среде, повышенную надежность установок.
Условно, для удобства анализа явлений, связанных с расширением диапазона регулирования, ряд авторов /1,2,3/ выделяют три поддиапазона: верхний (Еыше 300 1/с), средний (от I до 300 1/с) и нижний (менее I 1/с). Большинство построенных в настоящее время точных следящих систем работают в среднем диапазоне скоростей. Методы синтеза указанных систем в достаточной мере отработаны /4,5,6/. В /1,7/ предложено разбить системы электропривода на классы (грубые, нормальные и точные), используя в качестве классификационного параметра точность стабилизации или слежения 5“ Точные системы имеют $ 0,1%.
Между тем потребность б электроприводах, обеспечивающих высокую точнооть слежения на низких и сверхнизких скоростях возраста-

следует считать менее благоприятными по сравнению с другими дЕИгателями.
Основные помехи, создаются электродвигателями в виде тепловых и электромагнитных шумов. При малых скоростях Еращения нагрев двигателей зависит от потерь в меди, практически равных в режиме "стояния под моментом" всей потребляемой мощности. Из таблицы 2.1 следует, что асинхронные двигатели серии 4А имеют больший (примерно в 2 раза) уровень тепловых шумоЕ, чем другие рассматриваемые типы двигателей. Удельные потери двигателей серии ДЭР, М!?У , ПВ и„0л?апс1 сопоставимы. Однако отношение потерь е обмотках якоря к моменту получается для ДЭР в 2-5-3 раза меньшим. Малая величина тепловыделений ДЭР объясняется, как отмечалось выше, малым воздушным зазором между статором и ротором. Следует отметить, что именно малые технологические зазоры яеляются одним из существенных недостатков двигателя типа ДЭР, препятствующих его серийному освоению.
Поскольку источником электромагнитных шумов служит коллектор двигателя постоянного тока, то применение бесконтактных машин переменного тока (асинхронных, ДЭР, Мй/ ) при питании от источника гладкого тока избавляет обслуживаемое устройство от электромагнитных помех.
2.5. Анализ результатов сравнения
Сравнительный анализ технических характеристик исполнительных устройств показал, что синхронный двигатель с электромагнитной редукцией частоты вращения отличают более высокие динамические свойства, высокие удельные масаогабаритные характерно тики, сопоставимые с модулем, состоящим из Еысокомоментного двигателя постоянного тока и планетарного редуктора с передаточным отноше-