1. Выбор элементов системы

1.1. Анализ структурной схемы системы.

Структурная схема привода представлена на рис.1 ниже:

Рис. 1. Структурная схема приборной следящей системе.

На рисунке обозначены:

ИУ – измерительные устройства.

КУ – последовательное корректирующее устройство.

У – усилитель.

ДВ – двигатель постоянного тока с магнитоэлектрическим возбуждением.

Р – редуктор.

Рассмотрим подробнее каждый из элементов системы.

В качестве двигателя применяется двигатель постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов и гладким якорем. Класс этих двигателей весьма широк. Они отличаются по функциональному назначению, питанию, мощности, энергетическим показателям. Для выбора двигателя необходимо знать энергетические характеристики объекта регулирования.

В качестве измерительных устройств применяются синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы.

Усилитель включает в себя предварительный усилитель напряжения, модулятор длительности импульсов, оконечный импульсный усилитель мощности. Каскады усилителей построены на интегральных микросхемах – операционных усилителях.

В системе применяется мостовая схема управления двигателем (закон управления – симметричный). В качестве ключей используются IGBT-транзисторы, управляемые с помощью драйверов.

1.2. Выбор двигателя.

Основными параметрами, которым должен удовлетворять двигатель, являются величины требуемой мощности и напряжение питания.

Величина потребной мощности определим по приближенной формуле

.

С учетом исходных данных, получим:

Исходя из полученного значения мощности и напряжения питания выберем, двигатель ДПР-72-Н1/Н2-03.

Его технические характеристики приведены в таблице 1.

Таблица 1. Технические данные двигателя ДПР-72-Н1/Н2-03

Номинальная мощность, Вт	17,2
Номинальная частота вращения, об/мин	4500
Номинальный момент, Н·м	0,04
Пусковой момент, Н·м	0,38
Номинальное напряжение питания, В	27
Номинальный ток, А	1,0
Сопротивление обмотки якоря, Ом	2,9
Момент инерции якоря, Н·м·с2
Электромеханическая постоянная времени, с
Электромагнитная постоянная времени, с
Срок службы, ч	1000

1.3. Проверка выбранного электродвигателя по номинальному напряжению питания.

Питающее напряжение для двигателя: , поэтому

должно выполняться неравенство:

, верно.

Тогда питающее напряжение на двигателе с учетом неполного напряжения сети будет равно:

1.4. Выполним анализ выбранного двигателя дпр-72-н1/н2-03.

Определим пусковой момент двигателя в системе «Импульсный усилитель-двигатель:

-напряжение насыщения транзисторов ,

-пусковой момент двигателя.

Тогда номинальная скорость двигателя определяется:

-номинальная угловая скорость двигателя,

-номинальный момент нагрузки на двигателе,

-пусковой момент двигателя.

рад/с ; рад/с.

1.5. Выбор информационно-измерительных элементов.

Вращающийся трансформатор широко применяется в счетно-решающих устройствах как прибор, позволяющий производить различные вычислительные операции, которые встречаются при решении задач, связанных с автоматическим управлением каким-либо объектом. Вращающиеся трансформаторы используются для получения выходного напряжения, пропорционального синусу или косинусу угла поворота; для решения тригонометрических задач по вычислению неизвестных величин в прямоугольном треугольнике; для решения задач по преобразованию системы координат. Вращающийся трансформатор применяется так же, как измерительный элемент, с помощью которого можно измерить механическую величину, представленную углом рассогласования в следящих системах, и преобразовать ее в электрическую величину в виде модулированного по амплитуде напряжения переменного тока.

Вращающийся трансформатор будем выбирать исходя из требований по точности. Подходят вращающиеся трансформаторы серии 2,5БВТ. Технические характеристики этого трансформатора приведены в таблице.

Таблица. Технические данные трансформатора 2,5БВТ

Тип трансформатора	Бесконтактный
Номинальное напряжение, В	12
Номинальная частота, Гц	400
Коэффициенты трансформации: датчика приемника	0,56 1
Остаточная ЭДС, % не более	0,3