Вплив напруги акумуляторної батареї на електромеханічні характеристики крокового приводу повороту платформи газодетонаційного міномету

Abstract

UK: Мета роботи. Визначити залежності впливу напруги акумуляторної батареї, що обумовлює рівень її заряду на максимальні та вібраційні моменти, а також діюче значення струму фази двигуна, які ідентифікують ефективність роботи приводу повороту платформи газодетонаційного міномету. Методи дослідження. Метод імітаційного моделювання. Отримані результати. розроблено імітаційну модель крокового приводу, особливістю якої є врахування конструктивних параметрів навантаження, крокового двигуна та напівпровідникового перетворювача, параметрів системи керування та крокового двигуна; проведено комплекс чисельних експериментів на імітаційній моделі для визначення впливу рівня напруги акумуляторної батареї та струму уставки на діючий струм фази двигуна, його вібраційний та максимальний моменти; визначено, що керування струмом уставки може призвести до стабілізації режимів роботи привода повороту платформи газодетонаційного міномету при розряді акумулятора живлення та зниженні його напруги. Визначено, що діюче значення струму фази має змінний характер. Зміна діючого значення струму від струму уставки збільшується при збільшені напруги живлення від 2,41 А до 3,23 А при напрузі акумуляторної батареї 27 В. При низьких значеннях напруги вплив струму уставки на діюче значення струму фази двигуна незначний від 1,52А до 1,58 А. При збільшення напруги акумуляторної батареї з 22 В до 27 В при усіх значеннях струму уставки спостерігається монотонне збільшення діючого струму фази. Рівень вібраційного моменту на валу двигуна значно зростає при збільшенні напруги батареї. Струм уставки зменшує рівень вібрацій, однак це зниження ефективне лише при напругах акумулятора від 26В до 27В. Визначено, що при високих значеннях напруги акумулятора та високих значеннях струму уставки спостерігається значне зростання максимальних пускових моментів. Тому при пуску привода рекомендоване примусове зменшення струму уставки до рівня 4,5 А. Наукова новизна. Вперше визначено залежності діючих значень струмів фаз та рівня вібраційних, максимальних моментів крокового приводу для повороту платформи газоденатоційного міномету від напруги акумуляторної батарей живлення, що можливо застосувати при створенні системи автоматизованого керування. Практична цінність. Отримані результати досліджень можливо використати на практиці при створенні автоматизованого електроприводу повороту газодетонаційного міномету на основі крокового двигуна шляхом вибору параметрів струму уставки для напівпровідникового перетворювача, відповідно до рівня напруги акумуляторної батареї. EN: Purpose. Determine the dependence of the influence of the battery voltage, which determines the level of its charge, on the maximum and vibration moments, as well as the effective value of the motor phase current, which identify the efficiency of the drive for rotating the platform of a gas-detonation mortar. Methodology. Simulation modeling method. Findings. A simulation model of a stepper drive has been developed, the peculiarity of which is the consideration of the design parameters of the load, stepper motor and semiconductor converter, parameters of the control system and stepper motor; a set of numerical experiments has been carried out on the simulation model to determine the influence of the battery voltage level and the setpoint current on the effective current of the motor phase, its vibration and maxi-mum moments; it has been determined that controlling the setpoint current can lead to stabilization of the operating modes of the gas-detonation mortar platform rotation drive when the power battery is discharged and its voltage de creases. It has been determined that the effective value of the phase current is variable. The change in the effective cur-rent value from the setpoint current increases with an increase in the supply voltage from 2.41 A to 3.23 A at a battery voltage of 27 V. At low voltage values, the effect of the setpoint current on the effective value of the motor phase current is insignificant from 1.52 A to 1.58 A. When the battery voltage increases from 22 V to 27 V, a monotonous increase in the effective phase current is observed at all values of the setpoint current. The level of vibration torque on the motor shaft increases significantly with an increase in battery voltage. The setpoint current reduces the vibration level, how-ever, this reduction is effective only at battery voltages from 26 V to 27 V. It has been determined that at high battery voltage values and high values of the setpoint current, a significant increase in maximum starting torques is observed. Therefore, when starting the drive, a forced reduction of the setpoint current to the level of 4.5 A is recommended. Originality. For the first time, the dependences of the effective values of phase currents and the level of vibration, maximum moments of the stepper drive for rotating the platform of a gas-denotation mortar on the voltage of the power battery have been determined, which can be used when creating an automated control system. Practical value. The obtained research results can be used in practice when creating an automated electric drive for turning a gas-detonation mortar based on a stepper motor by selecting the parameters of the setpoint current for the semiconductor converter, in accordance with the voltage level of the battery.