Исследование статических и динамических характеристик электродвигателей постоянного тока

Приведем принципиальные и структурные схемы электродвигателя.
Рисунок 1 - Электрическая схема подключения ДПТ
Рисунок 2 - Структурная схема ДПТ НВ
Определим параметры структурной схемы двигателя.
Сопротивление, приведенное к рабочей температуре:
Rн=α R=1.2*0.123=0.148 Ом
Номинальный ток двигателя:

Угловая скорость двигателя:
Постоянная двигателя:
Электромагнитная постоянная времени якорной цепи:
Тя=Lя∑R=0.898*10-30.148=0.006 c
Электромеханическая постоянная времени:
Тм=IrC2=0.0433*0.1480.692=0.013 c
Коэффициент передачи двигателя по управляющему напряжению
Коэффициент передачи двигателя по возмущающему воздействию
Передаточные функции линейной модели двигателя, связывающие изменения скорости и тока якоря с изменениями напряжения и момента нагрузки, равны соответственно
Wuωp=ωpUp=KдТмТяp2+Тмp+1 =1.450,000078p2+0,013p+1
Wмωp=ωpMcp=KдвТяp+1ТмТяp2+Тмp+1=0,00186p+0,310,000078p2+0,013p+1
Wuip=ipUp=1r∙ТмpТмТяp2+Тмp+1=0,087p0,000078p2+0,013p+1
Wмip=ipMcp=KдвТмТяp2+Тмp+1=0,310,000078p2+0,013p+1
Построим естественную механическую характеристику электродвигателя.
Рисунок 3 – Естественная механическая характеристика двигателя.
Построим искусственные механические характеристики двигателя для значений r, Фв, u.
Рисунок 4 – Естественная и искусственные механические характеристики двигателя.
Построим регулировочные характеристики двигателя ω=fu при Мс=0 и при Мс =0,65МН.
Рисунок 5 – Регулировочные характеристики.
Построим АФХ, ЛАЧХ, ЛФЧХ при номинальных параметрах ДПТ . Для построения характеристик запишем передаточную функцию двигателя:
Wp=1.450,000078p2+0,013p+1
Рисунок 6 – АФХ при номинальных параметрах ДПТ.
Рисунок 7 - ЛАЧХ, ЛФЧХ при номинальных параметрах ДПТ.
Покажем, как изменяются частотные характеристики для параметров в соответствии с таблицей 1.
Рисунок 8 – АФХ при изменении напряжения.
Рисунок 9 - ЛАЧХ, ЛФЧХ при изменении напряжения.
Рисунок 10 – АФХ при изменении потока.
Рисунок 11 - ЛАЧХ, ЛФЧХ при изменении потока.
Рисунок 12 – АФХ при изменении сопротивления.
Рисунок 13 - ЛАЧХ, ЛФЧХ при изменении сопротивления.
Построим переходные характеристики изменения скорости и тока при номинальных параметрах ДПТ:
ω=ωс1-14TяТм-1e-αtsinΩt+Ψ
α=12Tя=83.3
Ω=12Tя4TяТм-1=76,7
Ψ=arctg4TяТм-1=42
ω=62.81-1,1e-83.3tsin76,7t+42
i=2Iкз-Ic4TяТм-1e-αtsinΩt+Ic
Iкз=uяr=470,148=317,6 А
i=635,2e-83,3tsin76,7t+25,7
Рисунок 14 – Переходная характеристика скорости.
Рисунок 15 – Переходная характеристика тока.
Соберем структурную схему ДПТ в программном продукте VISSIM