В этой модели показано, как разработать модель неконтролируемого линейного привода с использованием значений параметров таблицы данных. Исполнительный механизм состоит из электродвигателя постоянного тока, приводящего в движение червячную передачу 6,25: 1, которая в свою очередь приводит в движение ходовой винт диаметром 3 мм для создания линейного движения. Данные изготовителя для привода определяют линейную скорость холостого хода (26 мм/с), номинальную нагрузку (1000 Н), линейную скорость холостого хода (19 мм/с) и максимальный ток (5А). Максимальная статическая сила равна 4000N, а номинальное напряжение равно 24V постоянного тока.
Если трением и демпфированием ротора пренебрегают, параметры маски двигателя постоянного тока можно рассчитать следующим образом. Скорость холостого хода 26 мм/с эквивалентна (26/3) * 6,25 * 60 = 3250 об/мин. Номинальная частота вращения двигателя составляет (19/3) * 6,25 * 60 = 2375 об/мин, номинальная мощность - 1000N * 19е-3м/с = 19W. Для запуска модели на основе этих параметров установите для параметра параметризации модели двигателя постоянного тока значение «По номинальной мощности, номинальной скорости и скорости холостого хода» и прокомментируйте блок «Трение». Результаты подтверждают скорости для нулевой и 1000N нагрузки, но недооценивают максимальный ток и максимальную статическую силу.
Для более точной аппроксимации двигателя необходимо учитывать эффекты трения. Информация о скорости холостого хода и номинальной скорости зависит от неизвестных уровней трения, поэтому вместо этого мы параметризуем двигатель в терминах максимального тока, возникающего при блокировке ротора (т.е. без обратной ЭДС). Затем сопротивление обмотки задается номинальным напряжением, деленным на максимальный ток, т.е. 24V/5A = 4,8 Ом. Ток холостого хода, измеряемый для 0.35A, косвенно обеспечивает информацию о трении. Учитывая эту стоимость, постоянный крутящий момент дан максимальным статическим крутящим моментом, разделенным на чистый полезный ток т.е. (4000N*3e-3m/s/(2*pi*6.25)) / (5A-0.35A) = 0.066Nm/A. Чтобы запустить модель на основе этих параметров, установите для параметра Параметризация модели двигателя постоянного тока значение По эквивалентным параметрам цепи и восстановите блок трения. Теперь следует определить трение при кручении таким образом, чтобы скорость холостого хода составляла 26 мм/с. Для этого требуется значение 0.022Nm. Модель также подтверждает, что максимальный ток равен 5A, а максимальная линейная сила равна 4000N.
Следует отметить, что ограничением этой модели является то, что нагрузка может приводить двигатель назад через червячную передачу. Для предотвращения этого потребуется более подробная модель трения.
На графике ниже показана производительность двигателя по сравнению со значениями, приведенными в спецификации линейного привода. Тест не включает нагрузку, номинальную нагрузку и максимальную нагрузку. Частота вращения и токи двигателя точно соответствуют спецификации, что указывает на то, что нам назначены значения параметров, соответствующие спецификации.
