Лабораторная работа №8
.DOCСанкт-Петербургский Государственный Электротехнический Университет
Отчет к лабораторной работе №8 по ТСАУ
“Исследование характеристик шагового двигателя”
Выполнили:
Гр.1321
Волох К.А.
Соловьев Д.
Петренко В.
Проверил:
Соловьев Н.В.
Санкт-Петербург 2004
Цель работы: Ознакомление с принципом действия шагового двигателя; исследование режимов коммутации; определение предельных динамических характеристик шагового двигателя; исследование влияния момента инерции нагрузки на движение ротора шагового двигателя.
Технические характеристики:
Шаговый двигатель ДШ-0.04N:
α0, град(рад) = 22.5(0.39)
m, число фаз = 4
p, число пар полюсов = 4
Mmax, н*м = 0.035
Mном, н*м = 0.004
Jротор, кг*м2= 0.35*10-6
Тф , с =0.485*10-3
Rф , Ом = 77
Uпит, В = 27
Iф , A = 0.35
Потенциометр обратной связи ПГП-5К01:
R, кОм = 5
αраб, град(рад) = 348(6.07)
Mтр, н*м = 0.007
Момент инерции нагрузки:
m1, m2, кг = 0.005
l1, l2, м =0.01…0.045
Jоси, кг*м2= 8*10-6
Рис 1.
Принципиальная схема объекта
Число симметричных способов коммутации, обеспечивающих заданный целочисленный шаг:
= 2
Число несимметричных способов коммутации, обеспечивающих заданный целочисленный шаг:
= 1
Величина углового шага ШД определяется числом управляющих обмоток или фаз двигателя m, числом пар полюсов p, а также типом коммутации обмоток ШД (число тактов коммутации за один период изменения напряжения.
Тип подключения |
Количество состояний, n |
α, град(рад) |
Симметричное непарное |
4 |
22,5 (0,39) |
Симметричное парное |
4 |
22,5 (0,39) |
Несимметричная |
8 |
11,25 (0,193) |
kпос=5/348=0.014 В/град.
=1886/348=5.4195
NАЦП(N,α)= (α’0+ α0+Nα)= (α’0+ α0+Nα)
Проведем первый эксперимент, выбрав следующие значения расстояний грузиков на валу от центра вращения:l1 = 0,0155 м, l2 = 0,016 м
Номер шага |
Данные, полученные на основе теоретических расчетов |
Данные, полученные экспериментально, а также полученные на их основе |
|||
αтеор(i) |
NАЦП.ТЕОР(i) |
αЭКСП(i) |
NАЦП.ЭКСП |
Δα |
|
Симметричная непарная коммутация (0ацп = 80, α= 14,80 ), α0 ' = 20, α0 =00
|
|||||
1 |
24,5 |
133 |
24,35 |
132 |
0,18 |
2 |
47,0 |
255 |
45,57 |
247 |
1,46 |
3 |
69,5 |
377 |
67,34 |
365 |
2,19 |
4 |
92,0 |
499 |
90,04 |
488 |
1,99 |
5 |
114,5 |
621 |
112,92 |
612 |
1,61 |
6 |
137,0 |
743 |
135,61 |
735 |
1,42 |
7 |
159,5 |
865 |
158,12 |
857 |
1,41 |
8 |
182,0 |
987 |
180,81 |
980 |
1,22 |
9 |
204,5 |
1109 |
203,51 |
1103 |
1,02 |
10 |
227,0 |
1231 |
226,01 |
1225 |
1,01 |
11 |
249,5 |
1352 |
248,71 |
1348 |
0,82 |
12 |
272,0 |
1474 |
271,03 |
1469 |
1,00 |
13 |
294,5 |
1596 |
293,36 |
1590 |
1,17 |
14 |
317,0 |
1718 |
315,68 |
1711 |
1,35 |
15 |
339,5 |
1840 |
2,40 |
13 |
337,13 |
Симметричная парная коммутация (0ацп = 82, α = 15,120), α0 ' = 20, α0 = 14.80 |
|||||
1 |
37,6 |
204 |
37,07 |
201 |
0,55 |
2 |
60,1 |
326 |
58,83 |
319 |
1,29 |
3 |
82,6 |
448 |
81,70 |
443 |
0,92 |
4 |
105,1 |
570 |
103,83 |
563 |
1,29 |
5 |
127,6 |
692 |
126,15 |
684 |
1,48 |
6 |
150,1 |
814 |
148,46 |
805 |
1,66 |
7 |
172,6 |
936 |
170,78 |
926 |
1,84 |
8 |
195,1 |
1058 |
192,91 |
1046 |
2,21 |
9 |
217,6 |
1180 |
215,23 |
1167 |
2,40 |
10 |
240,1 |
1302 |
237,91 |
1290 |
2,21 |
11 |
262,6 |
1424 |
260,23 |
1411 |
2,40 |
12 |
285,1 |
1546 |
282,54 |
1532 |
2,58 |
13 |
307,6 |
1668 |
304,67 |
1652 |
2,95 |
14 |
330,1 |
1790 |
323,30 |
1753 |
6,82 |
15 |
352,6 |
1912 |
373,65 |
2026 |
-21,02 |
16 |
15,1 |
81 |
14,39 |
78 |
0,71 |
Несимметричная коммутация (0ацп = 82, α = 15,120), α0 ' = 20, α0 = 14.80 |
|||||
1 |
26,4 |
143 |
23,62 |
128 |
2,76 |
2 |
37,6 |
204 |
37,64 |
204 |
-0,01 |
3 |
48,9 |
265 |
44,83 |
243 |
4,05 |
4 |
60,1 |
326 |
59,96 |
325 |
0,17 |
5 |
71,4 |
387 |
66,05 |
358 |
5,33 |
6 |
82,6 |
448 |
82,47 |
447 |
0,16 |
7 |
93,9 |
509 |
88,38 |
479 |
5,50 |
8 |
105,1 |
570 |
104,43 |
566 |
0,70 |
9 |
116,4 |
631 |
110,89 |
601 |
5,49 |
10 |
127,6 |
692 |
126,75 |
687 |
0,88 |
11 |
138,9 |
753 |
133,95 |
726 |
4,93 |
12 |
150,1 |
814 |
149,26 |
809 |
0,87 |
13 |
161,4 |
875 |
156,83 |
850 |
4,55 |
14 |
172,6 |
936 |
171,40 |
929 |
1,23 |
15 |
183,9 |
997 |
178,97 |
970 |
4,91 |
16 |
195,1 |
1058 |
193,54 |
1049 |
1,59 |
17 |
206,4 |
1119 |
201,85 |
1094 |
4,53 |
18 |
217,6 |
1180 |
216,24 |
1172 |
1,39 |
19 |
228,9 |
1241 |
224,72 |
1218 |
4,16 |
20 |
240,1 |
1302 |
238,38 |
1292 |
1,75 |
21 |
251,4 |
1362 |
247,23 |
1340 |
4,15 |
22 |
262,6 |
1423 |
260,70 |
1413 |
1,93 |
23 |
273,9 |
1484 |
269,74 |
1462 |
4,14 |
24 |
285,1 |
1545 |
283,39 |
1536 |
1,73 |
25 |
296,4 |
1606 |
292,44 |
1585 |
3,94 |
26 |
307,6 |
1667 |
305,90 |
1658 |
1,73 |
27 |
318,9 |
1728 |
314,02 |
1702 |
4,86 |
28 |
330,1 |
1789 |
323,43 |
1753 |
6,70 |
29 |
341,4 |
1850 |
324,35 |
1758 |
17,02 |
30 |
352,6 |
1911 |
373,99 |
2027 |
-21,36 |
Проведем второй эксперимент, выбрав следующие значения расстояния от центра вращения:
l1 = 0.0455 м, l2 = 0.044 м
Номер шага |
Данные, полученные на основе теоретических расчетов |
Данные, полученные экспериментально, а также полученные на их основе |
|||
αтеор(i) |
NАЦП.ТЕОР(i) |
αЭКСП(i) |
NАЦП.ЭКСП |
Δα |
|
Симметричная непарная коммутация (0ацп = 80, α= 14,80 ), α0 ' = 20, α0 =00 |
|||||
1 |
24,5 |
133 |
25,28 |
137 |
-0,75 |
2 |
47,0 |
255 |
46,86 |
254 |
0,17 |
3 |
69,5 |
377 |
68,27 |
370 |
1,26 |
4 |
92,0 |
499 |
90,59 |
491 |
1,44 |
5 |
114,5 |
621 |
113,47 |
615 |
1,06 |
6 |
137,0 |
743 |
135,42 |
734 |
1,61 |
7 |
159,5 |
865 |
157,75 |
855 |
1,78 |
8 |
182,0 |
987 |
180,44 |
978 |
1,59 |
9 |
204,5 |
1109 |
203,14 |
1101 |
1,39 |
10 |
227,0 |
1231 |
226,57 |
1228 |
0,46 |
11 |
249,5 |
1352 |
248,52 |
1347 |
1,01 |
12 |
272,0 |
1474 |
270,85 |
1468 |
1,18 |
13 |
294,5 |
1596 |
293,36 |
1590 |
1,17 |
14 |
317,0 |
1718 |
315,50 |
1710 |
1,53 |
15 |
339,5 |
1840 |
369,19 |
2001 |
-29,66 |
Симметричная парная коммутация (0ацп = 82, α = 15,120), α0 ' = 20, α0 = 14.80 |
|||||
1 |
37,6 |
204 |
37,08 |
201 |
0,54 |
2 |
60,1 |
326 |
59,41 |
322 |
0,72 |
3 |
82,6 |
448 |
81,73 |
443 |
0,89 |
4 |
105,1 |
570 |
103,87 |
563 |
1,25 |
5 |
127,6 |
692 |
126,38 |
685 |
1,25 |
6 |
150,1 |
814 |
148,71 |
806 |
1,42 |
7 |
172,6 |
936 |
170,85 |
926 |
1,78 |
8 |
195,1 |
1058 |
193,54 |
1049 |
1,59 |
9 |
217,6 |
1180 |
215,31 |
1167 |
2,32 |
10 |
240,1 |
1302 |
238,38 |
1292 |
1,75 |
11 |
262,6 |
1423 |
260,33 |
1411 |
2,30 |
12 |
285,1 |
1545 |
282,84 |
1533 |
2,29 |
13 |
307,6 |
1667 |
305,72 |
1657 |
1,91 |
14 |
330,1 |
1789 |
323,43 |
1753 |
6,70 |
15 |
352,6 |
1911 |
373,80 |
2026 |
-21,17 |
16 |
15,1 |
81 |
14,94 |
81 |
0,16 |
Несимметричная коммутация (0ацп = 82, α = 15,120), α0 ' = 20, α0 = 14.80 |
|||||
1 |
26,4 |
143 |
23,99 |
130 |
2,39 |
2 |
37,6 |
204 |
37,27 |
202 |
0,36 |
3 |
48,9 |
265 |
44,65 |
242 |
4,23 |
4 |
60,1 |
326 |
59,78 |
324 |
0,35 |
5 |
71,4 |
387 |
66,61 |
361 |
4,77 |
6 |
82,6 |
448 |
82,10 |
445 |
0,53 |
7 |
93,9 |
509 |
89,11 |
483 |
4,76 |
8 |
105,1 |
570 |
104,24 |
565 |
0,89 |
9 |
116,4 |
631 |
111,25 |
603 |
5,12 |
10 |
127,6 |
692 |
126,57 |
686 |
1,06 |
11 |
138,9 |
753 |
134,13 |
727 |
4,75 |
12 |
150,1 |
814 |
148,89 |
807 |
1,24 |
13 |
161,4 |
875 |
157,20 |
852 |
4,18 |
14 |
172,6 |
936 |
171,22 |
928 |
1,41 |
15 |
183,9 |
997 |
179,15 |
971 |
4,73 |
16 |
195,1 |
1058 |
193,17 |
1047 |
1,96 |
17 |
206,4 |
1119 |
202,21 |
1096 |
4,17 |
18 |
217,6 |
1180 |
216,05 |
1171 |
1,58 |
19 |
228,9 |
1241 |
224,35 |
1216 |
4,52 |
20 |
240,1 |
1302 |
238,19 |
1291 |
1,94 |
21 |
251,4 |
1362 |
247,42 |
1341 |
3,96 |
22 |
262,6 |
1423 |
260,70 |
1413 |
1,93 |
23 |
273,9 |
1484 |
270,48 |
1466 |
3,40 |
24 |
285,1 |
1545 |
283,21 |
1535 |
1,92 |
25 |
296,4 |
1606 |
292,07 |
1583 |
4,31 |
26 |
307,6 |
1667 |
305,54 |
1656 |
2,09 |
27 |
318,9 |
1728 |
313,84 |
1701 |
5,04 |
28 |
330,1 |
1789 |
323,43 |
1753 |
6,70 |
29 |
341,4 |
1850 |
324,35 |
1758 |
17,02 |
30 |
352,6 |
1911 |
373,80 |
2026 |
-21,17 |
31 |
3,9 |
21 |
8,67 |
47 |
-4.77 |