Стр. 8 - М.В. Баранов, О.А. Корчагин - Высокомоментный мехатронный модуль привода телескопа

двигателе из-за того, что обмотки управления создают такой магнит-

ный поток управления, при котором в случае токов приблизительно

более 6 А заметно начинают проявляться эффекты насыщения магни-

топровода статора двигателя.

Учет нелинейной зависимости момента двигателя от тока.

Для

разработанного двигателя экспериментально была определена зависи-

мость между током

I

, протекающим по двум последовательно соеди-

ненным фазным обмоткам (в третьей фазе ток нулевой), и моментом,

развиваемым двигателем. Эту зависимость можно охарактеризовать

моментным коэффициентом

k

m

(

I

)

, зависящим от тока:

M

Д

=

k

m

(

I

)

I.

С погрешностью около 1% экспериментальные данные аппрокси-

мируются гиперболической зависимостью

k

m

(

I

) =

1

a

0

+

a

1

I

,

(9)

где

a

0

= 4

,

34210

−

3

А

/

(

Н

∙

м

)

,

a

1

= 1

,

4610

−

4

(

Н

∙

м

)

−

1

.

Для компенсации нелинейной зависимости момента от управляю-

щего тока суммарный управляющий ток, (8) перед тем как использо-

вать его в блоке 1 (см. рис. 1), преобразуют функцией

ϕ

(

I

Y Z

)

:

ϕ

(

I

Y Z

) =

I

Y Z

a

0

a

0

−

a

1

I

Y Z

.

(10)

Рассмотрим особенности экспериментального определения зако-

нов изменения ЭДС при постоянной скорости вращения. Обмотки ка-

ждой фазы состоят из двух равных частей. При определении ЭДС одна

часть обмотки двигателя активна, в нее задается управляющий ток, а

вторая часть, в которой наводится ЭДС, является измерительной. Для

обеспечения постоянной скорости вращения используется цифровой

преобразователь скорости (ЦПС) (см. рис. 1), погрешность которого

не превышает 1%. Скоростной контур, на вход которого подается за-

данная скорость

Ω

0

, охвачен обратной связью по выходному сигналу

ЦПС. Поскольку при измерении ЭДС вращается только ротор двига-

теля и резонансные свойства конструкции телескопа не ограничивают

полосу пропускания скоростного контура, то в скоростном контуре

реализуется коэффициент усиления по скоростному рассогласованию

k

Ω

такого значения, чтобы погрешность от момента магнитного зали-

пания также не превышала 1%.

Таким образом, разработанные алгоритмы управления двигателем

позволяют применить в составе мехатронного модуля высокоэффек-

тивный двигатель с высоким удельным моментом, трапецеидальной

формой ЭДС, с заметным моментом залипания и нелинейной зави-

симостью развиваемого момента от управляющего тока. Однако при

ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012

21