光电搜索跟踪系统中电机性能的校核方法

发布时间：2021-10-25 22:18

　　提出了一种光电搜索跟踪系统中电机性能的校核方法,这种方法是将电机工作区域与负载工作区域叠加,利用两区域的包含关系来判断电机是否满足负载的使用要求。该方法弥补了传统的电机性能校核方法的不足——当负载运行到某些极端情况时,可能导致电机无法达到技术要求的问题。该方法应用简单,并且较传统的电机性能校核方法更完善、更可靠。 

【文章来源】：激光与红外. 2019,49(08)北大核心CSCD

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

永磁直流力矩电机的固有机械特性Fig．1Inherentmechanicalcharacteristicsof

2电机的机械特性永磁直流力矩电机的固有机械特性曲线比较简单，在“转速—力矩”图中为一直线，如图1所示［1］。图1永磁直流力矩电机的固有机械特性Fig．1InherentmechanicalcharacteristicsofpermanentmagnetDCtorquemotor降压调速过程中的机械特性曲线为一组平行线，其工作区域主要由空载转速、峰值力矩和额定电压决定，如图2所示，电机的空载转速、峰值力矩和额定电压可以在电机的使用手册中获得。图2降压调速的特性曲线平移与工作区域Fig．2Characteristiccurvetranslationandworkingareaofstep－downspeedregulation3负载的机械特性负载的机械特性由光电搜索跟踪系统的动态性能要求决定，现以角度定位时间(位置环阶跃响应时间)和转速调整时间(速度环阶跃响应时间)为例进行模型的简化与分析。在机械旋转运动过程中，角加速度(力矩)可以突变(忽略电机的电气时间常数)，而角速度和角度由于物体存在惯性都不可能突变，因此要求简化的模型中“角度—时间”函数二阶可导或者“角速度—时间”函数一阶可导。因此，位置环的阶跃响应一般选取如图3所示的正余弦函数过渡，速度环的阶跃响应一般选取如图4所示的正余弦函数过渡。图3与图4中，A为正余弦函数的幅值，T为正余弦函数的周期，前一半时间为上升时间，后一半时间为达到所需精度的稳定时间(可根据精度水平酌情调整)。［2］图3位置环的阶跃响应Fig．3Stepresponseofpositionloop图4速度环的阶跃响应Fig．4Stepresponseofvelocityloop确定了简化的“角度—时间”函数(图3)或者“角速度—时间”函数(图4)后，利

iccurvetranslationandworkingareaofstep－downspeedregulation3负载的机械特性负载的机械特性由光电搜索跟踪系统的动态性能要求决定，现以角度定位时间(位置环阶跃响应时间)和转速调整时间(速度环阶跃响应时间)为例进行模型的简化与分析。在机械旋转运动过程中，角加速度(力矩)可以突变(忽略电机的电气时间常数)，而角速度和角度由于物体存在惯性都不可能突变，因此要求简化的模型中“角度—时间”函数二阶可导或者“角速度—时间”函数一阶可导。因此，位置环的阶跃响应一般选取如图3所示的正余弦函数过渡，速度环的阶跃响应一般选取如图4所示的正余弦函数过渡。图3与图4中，A为正余弦函数的幅值，T为正余弦函数的周期，前一半时间为上升时间，后一半时间为达到所需精度的稳定时间(可根据精度水平酌情调整)。［2］图3位置环的阶跃响应Fig．3Stepresponseofpositionloop图4速度环的阶跃响应Fig．4Stepresponseofvelocityloop确定了简化的“角度—时间”函数(图3)或者“角速度—时间”函数(图4)后，利用角度、角速度、角加速度的微积分关系即可求得负载的最大角速度和最大角加速度，最大角加速度与负载转动惯量的乘积即为负载运动过程中所需的最大惯性力矩。最后取所有情况下(光电搜索跟踪系统还可能有其他特殊要求)的最大角速度和最大力矩绘制负载的极限机械特性曲线。其中最大力矩需考虑以下三个方面并留有适当的设计余量:①惯性力矩———主要与转动惯量和负载最大角加速度有关。②摩擦力矩———主要包括轴承摩擦、电刷摩擦、动密封摩擦等。③不平衡力矩———


本文编号：3458268