Математическое моделирование исполнительных двигателей постоянного тока независимого возбуждения

Математическое моделирование исполнительных двигателей постоянного тока независимого возбуждения

Моделирование двигателей постоянного тока с независимым возбуждением
Целью работ № 1,2,3 является исследование статических и динамических характеристик, а также режимов пуска и торможения двигателей постоянного тока с независимым возбуждением
(ДПТ НВ) и обучение навыкам моделирования исполнительных
двигателей постоянного тока с использованием интерактивного
инструмента для моделирования динамических систем Simulink
пакета Matlab.

общие положения
Как известно, работу двигателя постоянного с независимым
возбуждением (или параллельным) можно описать системой
уравнений согласно второму закону Кирхгоффа:
мпп = +пппUa Е i ra a + Ladia ,

нп
пппоп
Uf= +Е i r

f f + Lf

dt
dif
,

(1)

dt
где Ua, Uf – напряжение питания обмоток якоря и возбуждения;
E – эДС, индуктируемая в проводниках обмотки якоря при вращении; ia,if – токи, индуцируемые в проводниках обмотки якоря при вращении; ra, rf – активные сопротивления обмоток; La,
diadif

Lf– индуктивные сопротивления обмоток; Ladt; Lfdt – эДС
самоиндукции обмоток якоря и возбуждения, обусловленные изменением тока.
Уравнения, входящие в систему (1), представляют собой выражения для баланса напряжений: отдельно цепи якоря и цепи
возбуждения ДТП НВ, согласно электрической схеме (рис.1).
3

Рис. 1. Электрическая схема включения ДПТ НВ
При вращении двигатель развивает момент М, который уравновешивается совокупностью моментов на валу:

М М=0+ М2 + Мдин,

(2)

где М0 – момент холостого хода; М2 – полезный (нагрузочный)
момент; Мдин– динамический момент (обусловленный момент
инерции вращающихся частей).
Сумма моментов М0и М2представляет собой статический
момент Мс (или момент сопротивления, обусловленный силами
трения).

Мс = М0 + М2.
Динамический момент Мдин описывается уравнением
=
Мдинd,

(3)

Jdt

(4)

где J – момент инерции вращающихся частей якоря двигателя;
– угловая скорость вращения вала двигателя.
Из уравнения (4) видно, что динамический момент возникает
при любом изменении угловой скорости вала двигателя.
эДС обмотки якоря определяется выражением
Е С,

где С

=

pn
60a

– конструктивный коэффициент, здесь p – число

пар полюсов; n – число активных проводников обмотки якоря;
a – число параллельных ветвей обмотки якоря; – магнитный
поток одного полюса.
Выражение для вращающего момента М можно получить из
уравнения для механической полной мощности Рмех
Рмех = Рэм – Р,

где Р – мощность потерь на активном сопротивлении обмотки
якоря.
Если пренебречь потерями на якорной обмотке, то
2 n

или

Р
мех

= М= М

P
=эм=
60

Е Iа а,

E I
а а =мIа.

М =
Для установившегося состояния

С

(6)

M M=c.
Вращающий момент и эДС обмотки якоря можно выразить
через взаимную индуктивность обмоток якоря и возбуждения
Laf

E I Lf af,

M I L If af a.

(7)

(8)

Следует помнить, что СE=См=С, тогда, сравнивая

Комментарии к записи Математическое моделирование исполнительных двигателей постоянного тока независимого возбуждения отключены

Рубрика: Примеры работ и исследования

Обсуждение закрыто.