Romax行星轮系统培训教程
详细介绍Romax行星轮系统分析过程,本教程的目的是学习如何进行概念(详细)行星系建模(图1)。由于行星系统的相对复杂性,Romax开发了概念行星设计工具,有助于快速开发简单的行星齿轮副。与大多数Romax软件里的零件一样,可以根据复杂性的不同对行星系统建模建模。在建模初期,没必要太早定义行星销轴或行星轮轴承,可将这些都简化为一个单一的概念行星架零件,如图所示(图2),概念行星架为一个绿色的圆盘。接下来, 为了能够进一步研究行星轮不均载、轴承寿命、齿轮校核、效率等问题,再将概念行星架换成详细的销轴、轴承等零件。声明…目录3教程:行星轮系01:行星传动系统建模,默认信息6输人数据71任务1:概念行星传动系统建模.1411添加行星架和齿圈轴总成…···1412为行星架轴选择轴承支撑并安装轴承151.3添加刚性联接1814概念行星轮建模.191.5捋概念行星架女装到行星架轴上201.6捋太阳轮安装到输出轴上211.7在行星架轴上添加功率输出节点…““·“““2218运行轴的静力学分析小结242任务2:详细行星传动建模-第1部分44.252.1捋概念系统转化为详细齿轮262.2需要定义的件.….2723在行早架上安装右侧行早盘24在行星架上安装行星销轴…292.5捋刚性轴承转化为滚子轴承::30自 RomexPage 3 of 41O TECHNOLOGYCopyright 2012.6编辑自定义轴承312.7选择和安装自定义轴承.3228为行星轮和行星销轴添加边界籴件3329静力学分析…34小结353任务3:详细行星传动建模一第2部分3531捋概念行星轮副转化为详细齿轮+·+36.2查看轴和轴承的静力学分析结果着37小结···.39总结.…:::建模40分析40自 RomexPage 4 of 41O TECHNOLOGYCopyright 201教程:行星轮系01:行星传动系统建模在前面的教桯中,您已经学习了如何建立两档变速器模型并定义多功率流。这种布局称为平行轴系,啮合齿轮安装在相互平行的轴上。然而,Rmax并不仅能创建行轴和单一啮合齿轮副模型,还能帮行星轮传动(或者垂直)系统。行星传动系统常見」自动变速尜、载重汽车变速器和风电齿轮箱。它们的优点为体积小、速比大,并且通过其他组件的啮合或脱开、固定或者自由转动可以提供大量的运动组合。它们的缺点是比平行轴变速器的结构和装配更加复杂,同时也会产生较人的轴承负载传统行星排是由齿圈、太阳轮、以及一系列的行星轮(通常三个或更多)组成,行星轮需要安装在行星架上。只要行星系排中任何一个组件固定,功率可以通过其余两个输入并输出。下面表中所示为不同组合的速比:3x串心息回坦4下,、日cArrangementInputOutputStationaryCalculationASun(s)Planet Carrier(C) Ring(R)1+R/SPlanet Carrier(C) Ring(R)Sun(s)1/(1+S/R)CSun(s)Ring(r)Planet Carrier(C)-R/S8=”i.1.教程完成后的横型本教程的目的是学习如何进行概念(详细)行星系建模(图1)。由于行星系统的相对复杂性, Romax开发了概念行星设计工具,有助于快速开发简单的行星齿轮副与大多数Roπax软件里旳岺件一样,可以根据复杂性的不同对行星系统建模建模。在建模初期,没必要太早定乂行星销轴或行星轮轴承,可将这些都简化为一个单的概念行星架零件,如图所示(图2),概念行星架为一个绿色的圆盘。接下来,为了能够进一步硏究行星轮不均载、轴承寿命、齿轮校核、效率等问题,再将概念行星架换成详细的销轴、轴承等岺件。自 RomexPage 5 of 41O TECHNOLOGYCopyright 201图3为详细化的行星系统,由于行星传动系统可实现较高的传动比,经常用在低速重载的变这器中,尤Ring gear其是应用在卡车上。在我们的例子中,太阳轴为功率输入端,齿圈不旋转因此接地,行星架为功率输出本教程中,您将学到以下内容:Sun gear定义一个概念行星齿轮副将轴类零件接地的操作为行星传动系统定义功率流运行齿轮箱载荷谱分析查看载荷谱静力学分析结果若对学习本教稈感到任何困难,请联系 Romax工作人员MAN默认信息(Concept)PlanetPlanetCarrierGear(s)难度等级:Fiq,2.概念行星是否需要模型:PO1A.ssdPlanet GesrPlanet carrierRxD版本:R14.6Planet模块要求:SO2-1 RomaxDESIGNER ApplicationPin shaftS03-1 Parallel shaft modeller level 1S03-2 Parallel shaft modeller level 2S04-l Planetary Shaft Modeller Level 1S04-2 Planetary Shaft Modeller Level 2Gll-l Helical Gear Design and Rating分析设置:R146默认设置关闭重力Planer BearingPlanet carrieFg.3.行星轮自 RomexPage 6 of 41O TECHNOLOGYCopyright 201输入数据A.任务1:行星架轴类零件定义B.任务1:齿圈轴类零件定义vOa,030 mm708mm8 mmmm50 mm142mm30 mm自 RomexPage 7 of 41O TECHNOLOGYCopyright 201C.任务1:齿轮箱位置坐标ShaftValue X(mm)Value y(mm)Value Z(mm)Carrier shaft0.090.0280.0Ring Gear Shaft0.090.0290.0D.任务1:初始轴承数据ParameterValueNameCarrier Shaft Left BearingCarrier Shaft Right BearingDesignationKOYO 32911JRKOYO 3201OJRShaft offset(mm)605102.0OrientationRightLeftE.任务1:刚性联接定义ParameterValueNameRing gear-GroundOffset(mm)15.0Stiffness valueDefault valueHousing ShaftGround>自 RomexPage 8 of 41O TECHNOLOGYCopyright 201F.任务1:概念行星架建模luearamSunPlanetRingModule2.5Pressure angle20Helix angle20Sun handRightNo of planetsNo. of teeth231757Face width303030G.任务1:太阳轮和齿圈的联接方式ShaftoffsetConcept Planet Carrier(Planetary GearsCarrier shaft10Ring gearRing gear Shaft15Sun gearOutput shaft235H.任务1:功率输出联接ShaftoffsetCarrier shaft130.0m自 RomexPage 9 of 41O TECHNOLOGYCopyright 201I.任务2:行星轮销和轴套定义aluearamPlanet pinPlanet sleeveLength(mm)50.030.0OD(mm)18.0360Bore(mm)0.024.0」.任务2:行星架和行星销联接ParameterValueNameConcept planet carrier LeftConcept planet carrier rightMounting shaftCarrier shaftCarrier shaftOffset(mm)4.0460Planet pinOffset(mm)4.0460PCD(mm)108.3108.3Rotation(deg)0,72,144,216,2880,72,144,216,288自 RomexPage 10 of 41O TECHNOLOGYCopyright 201
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psim永磁同步电动机矢量控制仿真
详细介绍了 如何用psim软件实现永磁电动机的矢量仿真Vol 16 No900系统仿真学报May 2004对永磁同步电机(PMSM)数学模型的电压方程式(4进行2.4SPWM模块abc/da坐标变换,可得dq坐标系下的电压方程式(8):正弦脉宽调制,它是以正弦波作为基准的调制波,三角0d=rid+pod-oo(8)波作为载波,当调制波与载波相交时,由他们的交点确定变4=rig+ peyd+oou频器开通的时间,从而产生等幅不等宽的脉冲波形。图8是其中SPWM变频器的控制回路,一组三相对称的正弦参考信号Og =lsig, Od=liia+OatUa、Ub、Ua与三角波参考信号U,相比较,作为三相桥臂6个功率开关元件的控制信号。式中:、口—d、q相定子磁链;a—转子磁场对定子的交链;、Ld、q相绕组申感。图5、图6中的U、U子模块的功能就是实现方程式(8),心子模块的底层结构如图5所示,U子模块的底层结构如图6所示。Kp1载波他号[Iq图8SPWM变频器控制回路图5U4子模块结构框图2.5速度控制模块速度控制模块的结构较为简单,如图9所示,输入:参考转速和实际转速的差值,输出:q相电流参考值lqrfq其中,Kp为P控制器中P(比例)的参数,KpT为P控制器中I(积分)的参数, Saturation饱和跟幅模块将输出的q相参考电流幅值限定在要求范围內。图6U子模块结构框图Ia ret23坐标变换模块坐标变换模块实现的是d旋转坐标系下的两相相电压x口Un、Ug向abc静止坐标系的三相电压Ua、Ub、U的等Kp/T效变换。与矢量控制模坎类似,d2abc模块实现的是dq两相向ab三相的变换,模块的底层结构嬗鹵7腙示,功由图9速度控制模块结构框图dq/abc电流变换方程式(9戾实现26电压逆变模块C。=Ucos6+ sine+Ucos(-120°)+Usin(-120°)+U电压逆变模块实现的是逆变器功能,输入为SPWM模U= U, cos(日+12°)+Usin(日+120°)+U块给出的逆变控制信号,输出为三相相电压。图10是电压逆变模块结构框图。该模块可采用中提供的通用逆变模块搭建,只需3对iT功率开关器件,反向并联续流二极管c根据SPWM模块给出的控制信号,控制6个开关器件顺序四导通和关断,从而产生三相相电压输出。2s0本本去J2PI/3图10电压逆变模块结构框图图7dq2abc模块结构框图C1994-2010chinaAcadcmicJOurnalElcctronicPublishingHousc.Allrightsrcscrved.http://www.cnki.nctVoL 16 No 5May 2004纪志成,等∶基于PSIM永磁同步电机矢量控制系统的仿真建模·901·3仿真结果组电感L=0.06H,转动惯量J=000179kgm2,额定转速1500rmin,极对数n=2。为了验证所设计的PMSM根据上述所建立的PMSM矢量控制系统的仿真模型,矢量控制系统仿真模型的静、动态性能,系统带负载T在PSIM6.0的仿真环境下进行了仿真,PMSM电机参数设Nm起动,得到系统转、转矩、d-q两相相电流仿真曲置为:电机功率p=500W,直流电压l=220V,定子相绕线如图114所示。组电阻R=432,定子d相绕组电感L=0027H,q相绕200013001200110015000010008v8006500003001.0000200400100t(s)t(3)图11转速响应曲线图12转矩响应曲线10016.001400-0504000.002005c01.00200300500t(s)图13d相电流波形图14q相电流波形由仿真滅形可以看出:在n=150 Or/in的参考转速下,性能威者模拟相同的实验糸件比较不同控制策喲的优劣,系统带负载启动响应快速且平稳,如两相电流波形较为理汋分析和设计永磁冋步电机控制系统提供了有效地手段和想,稳态运行时转速无静差。仿真结果证明了本文所提岀的工具,也为实际电机控制系统的设计和调试提供了新的思这种新型PMsⅥ仿真建模方法的有效性。路。结论参考文献:[I P Pillay, R Krishnan. Modeling, simulation, and analysis of本文在分析PMSM数学模型的基础上,提出了基于permanent-magnet motor drives, Part 2: The permanent-magnetPSIM的PMSM控制系统仿真模型。该控制系统采用速度环synchronous motor drive [] IEEE Trans. on Industry ApplicationsPⅠ控制和电流环矢量控制的双闭环控制方法并在1989,25(2):265-273[21 Pragasan Pillay, R Krishnan. Modeling of permanent magnet motorPSIM60 SIMCAD环境下对该控制系统进行了设计与仿真。drives[J]. IEEE Trans on Industry Electronics, 1988. 35(4): 537-541仿真结果表明:波形符合理论分析,系统能平稳运行,具有③CiP. Zhu jG.IaQ,P,ctal. Simulation of nonlinear switche较好的静、动态特性。采用该PMSM仿真模型,可以十分eluctance motor drives with PSIM[C]. Proceedings of Electrica便捷地实现、验证控制算法,只需对部分功能模块迸行替换Machines and Systems, 2001, 2: 1061-10644]纪志成薛花沈艳霞.永磁同步电机调速系统的樸糊PⅠ智能控制或修改,就可实现控制策珞的改换或改进,不仅可以节省控新方法[电工技术学报,2003,18(6:53-58制方案的设计周期,快速验证所设计的控制算法,更可以充「5Y. SJeon, H.S. Mok,G, H. Choe,cta. a new simulation model of分利用计算机仿真的优越性,通过修改系统参变量或人为加PMSM motor with rcal back EMF wavcform[C]. Procccding from入不同扰动因素来考察不同实验条件下电机系统的动、静态Computers in Power Electronics, 2000, 16-18: 217-220C1994-2010chinaAcadcmicJOurnalElcctronicPublishingHousc.Allrightsrcscrved.http://www.cnki.nct
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