Методика определения параметров двигателя постоянного тока

Рассматривается методика получения математической модели двигателя постоянного тока. Несмотря на то, что классическая математическая модель широко известна и хорошо изучена, нередко возникает необходимость ее уточнения и определения ее параметров экспериментальным путем. В технической документации не всегда могут быть указаны все интересующие параметры двигателя, иногда о двигателе может не быть вообще никакой информации. К тому же на практике в реальном двигателе могут присутствовать особенности, которые не учитывает классическая модель. В начале статьи рассматривается традиционная модель двигателя, его статические и динамические характеристики. Выявляются параметры модели, которые необходимо определить экспериментально. Далее проводится анализ особенностей, которые отличают поведение реального двигателя от поведения, предсказываемого моделью. К таким особенностям можно отнести работу коллекторного узла привода, особенности его геометрии и влияние редуктора. Путем проведения различных экспериментов изучается влияние этих особенностей на работу двигателя и определяются условия, при которых следует получать параметры его модели. Далее на основе проведенного анализа предлагается методика получения математической модели. В основе методики лежит экспериментальное определение соотношений тока и крутящего момента с одной стороны, и приложенного напряжения и скорости вращения - с другой стороны. При этом методика учитывает влияние трения вала двигателя, которое возрастает при наличии нагрузки на нем. Предлагается способ компенсации этого эффекта для исключения его влияния на результат определения математической модели. Далее приводится пример применения описанной методики для определения параметров модели сервопривода Lego NXT Motor. Представлены численные значения параметров и графические данные. В завершение проводится сравнение поведения реального двигателя и поведения, рассчитанного по модели, полученной ранее. В качестве демонстрационной системы используется система автоматического управления углом поворота вала двигателя на основе пропорционального регулятора.

двигатель постоянного тока, системы автоматического управления, математическая модель, экспериментальное определение характеристик, особенности модели, DC motor, automatic control systems, math model, experimental parameters obtaining, model features

1. Кулик Ю. А. Электрические машины. М.: Высшая школа, 1966. 362 с.

2. Усольцев А. А. Электрические машины: Учеб. пособие. СПб: НИУ ИТМО, 2013. 416 с.

3. Востриков А. С., Французова Г. А., Гаврилов Е. Б. Основы теории непрерывных и дискретных систем регулирования: Учеб. пособие. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2008. 476 с.

4. Вольдек А. И., Попов В. В. Электрические машины. Введение в электромеханику. Машины постоянного тока и трансформаторы: учеб. для вузов. СПб.: Питер, 2008. 320 с.

5. Кислицын А. Л. Электрические машины постоянного тока. Ульяновск: УлГТУ, 2005. 122 с.