Разработка математической модели для исследования динамических режимов работы шагового электропривода с трехфазным инвертором напряжения

• Автор: Семисалов, Виталий Вениаминович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 193 с. : ил.

Список сокращений
1 ОБЗОР МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ШАГОВОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА
1.1 Допущения, принимаемые при моделировании
шагового электропривода
1.2 Преобразование координат
1.3 Система относительных единиц и обобщенные параметры шагового электропривода
1.4 Математическая модель шагового электропривода в
фазной системе координат
1.5 Математическая модель шагового электропривода в
двухфазной ортогональной статорной системе координат
1.6 Модель шагового электропривода в двухфазной
ортогональной роторной системе координат
1.7 Упрощенные модели шагового электропривода
1.8 Рекомендации по использованию различных
математических моделей шагового электропривода
1.9 Выводы по главе
2 УТОЧНЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
ШАГОВОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА
2.1 Функциональная схема шагового электропривода
2.2 Особенности работы системы трехфазный транзисторный инвертор напряжения - шаговый электродвигатель
2.3 Формирование вектора напряжения в
разомкнутом шаговом электроприводе

2.4 Формирование вектора напряжения в
замкнутом шаговом электроприводе
2.5 Выводы по главе
3 КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
ШАГОВЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ
* 3.1 Выбор компьютерных сред моделирования
3.2 Моделирование разомкнутых шаговых электроприводов
3.3 Моделирование замкнутых шаговых электроприводов
3.4 Моделирование электроприводов с шаговыми
двигателями с электромеханической редукцией скорости
3.5 Рекомендации по применению полученных
компьютерных моделей
3.6 Выводы по главе
4 ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ И ОБОБЩЕІII1ЫЕ ' ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ШАГОВЫХ
ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ
4.1 Исследование устойчивости шагового электропривода
4.2 Переходные режимы работы шагового электропривода
4.3 Исследование обобщенных динамических характеристик электроприводов с магнитоэлектрическими
шаговыми двигателями
4.3.1 Обобщенные динамические характеристики
при коммутации с Х.=180°
4.3.2 Обобщенные динамические характеристики
9 при коммутации с = 120°
4.3.3 Обобщенные динамические характеристики
при коммутации с Х= 150°
4.4 Обобщенные динамические характеристики электроприводов с шаговыми двигателями с электромеханической
редукцией скорости

4.5 Выводы по главе
5 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ШАГОВЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ С ИСПОЛНИТЕЛЬНЫМИ ДВИГАТЕЛЛМИ С ЭЛЕКТРОМЕХА11ИЧЕСКОЙ РЕДУКЦИЕЙ СКОРОСТИ
5.1 Снятие предельных динамических характеристик
5.2 Переходные процессы в электроприводах с шаговыми
двигателями с электромеханической редукцией скорости
5.3 Выводы по главе
Заключение
Список литературы
Приложение
1.8 Рекомендации по использованию различных математических моделей шагового электропривода
Для исследования шагового электропривода применяются различные математически модели, которые с той или иной степенью точности отражают характер протекания физических процессов в такой системе.
Представление шагового двигателя в виде передаточной функции является весьма грубой моделью, которая позволяет оценить вид переходного процесса при отработке единичного шага, не учитывая электромагнитные связи обмоток, поэтому данная модель практически не применима для исследования различных динамических режимов шагового электропривода.
Упрощенные механические модели шагового электропривода не учитывают электромагнитные переходные процессы. Условия корректного использования таких математических моделей с линейной и нелинейной характеристикой статического синхронизирующего электромагнитного момента от угла поворота ротора сводятся к следующему: безразмерная электромагнитная постоянная времени обмоток Т*<0,5; шаговый электропривод работает в полосе низких и средних частот управления (/^*<0,5); питание обмоток осуществляется от источника тока; шаговый двигатель работает при значительном по сравнению с ротором внешнем моменте инерции нагрузки.
Полная нелинейная математическая модель шагового электропривода учитывает как электромагнитные, так и механические переходные процессы. Такая модель наиболее точно учитывает характерные особенности шагового электропривода и описывает процессы в установившихся и переходных режимах. Поэтому данная модель рекомендуется для исследования динамических режимов работы разомкнутых и замкнутых шаговых электроприводов с исполнительными двигателями различных типов и конструкций. Однако, для исследования шаговых электроприводов при различных алгоритмах коммутации ключей инвертора, полную электромеханическую математическую модель необходимо уточнить.