XXXX雷达天线能力计算

××××雷达
天线驱动能力计算拟制栾旭光
国营第七二〇厂研究所
二○○一年一月
××××雷达天线驱动能力计算
××××雷达天线属于大型天线，要求在强风下能正常工作，因此对天线的抗风能力、承受的转矩、电机所需的驱动功率进行能力计算。

××××雷达结构总体提供的天线所需承受的转矩参数为：
1) 风速在25米／秒时：
天线转速为：6转／分
启动时间为：30秒
天线最大转矩为：54032Nm
天线最大起动转矩为：41550Nm
减速单元的减速比为：159.6
传动系统的效率为：0.8
经减速比折算到电机轴的最大转矩T1’和最大起动转矩T2’为： T1’＝54032Nm÷(159.6×0.8)＝423.18 Nm
T2’＝41550Nm÷(159．6×0.8)＝325.42 Nm
2)风速在30米／秒时：
天线转速为：3转／分
启动时间为：15秒
天线最大转矩为：63753Nm
天线最大起动转矩为：58305Nm
减速单元的减速比为：159.6
传动系统的效率为：0.8
经减速比折算到电机轴的最大转矩T1’和最大起动转矩T2’为： T1”＝63753Nm÷(159.6×0.8)＝499.32Nm
T2”＝58305Nm÷(159.6×0.8)＝456.65Nm
选用上海南洋电机厂的YTSP250M-6型变频调速电机时，其指标为：
标称功率：37kW
额定电流：72A
额定转矩：353Nm
转矩过载能力：>160％(1分钟)
调频范围：3～50Hz(恒转矩)
最大转矩／额定转矩：2.5
极数：6极
电机调速系统的特性：
变频器V-F特性
变频电机转矩特性
根据YTSP250M-6型电机的指标：
转矩过载能力：＞160％
最大转矩：353Nm×l.6＝564．8Nm
最大转矩>工作时所需的最大转矩：564.8Nm＞499.32Nm
最大转矩>天线起动时所需的最大转矩：564.8Nm＞456.65Nm 从5Hz～50Hz时，转矩为100％输出(恒转矩)。

从5Hz～50Hz时，变频与对应电压关系(V-F)特性为线性，
电机符合结构要求。

对变频控制器的驱动能力进行计算：
电机的起动电流：I N=72A×(1.5～2)＝108A～144A
当选用南昱公司J300-450HFC型变频器时其指标为：
连续输出容量：59(KVA)
额定输出电流为：99A
过载电流额定值为：150％(1分钟)
变频器的过载电流为：99A×l.5＝148.5A
变频器的起动转矩：＞150％
经比较了300—450HFC型：
变频器额定输出电流＞电机额定输出电流：99A＞72A
变频器的过载电流＞电机起动输出电流：148.5A＞144A
J300—450HFC型变频器带YTSP250-6型变频电机时：
最大起动转矩：353Nm×l.5=529.5Nm＞456.65Nm～499.32Nm
经以上数据计算选取J300—450HFC型变频器，满足工作时所需
的要求。

扇扫区域计算： 加速时间：
)
(375)
(21LX M a b T T n n GD t -⨯-=
α 式中：GD 2为转动惯量(电机轴)(Nm 2) n b 为加速后电机的转速(转／分) n a 为加速前电机额定转速(转／分) T M 为电机额定转矩(Nm)
T Lx 为电机轴上的均方根转矩(Nm) α为平均加速转矩率 由结构计算和电机指标及参数确定： GD 2＝959.43Nm 2(天线GD 2为：122500Nm 2) n b ＝159.6转／分(天线在1转／分时) n a ＝0 T M ＝353Nm
T Lx ＝303.3Nm(天线在1转／分时的均方根转矩为： 38725Nm) α＝1.1
计算得：t 1＝153125.028／31875＝4.8秒 减速时间：
)
(375)
(21LN M a b T T n n GD t -⨯-=
β
式中：β为平均减速转矩率
T LN 为电机轴上的惯性转矩(Nm) T LN ＝20Nm(天线惯性转矩为：2572Nm) 计算得：t 2＝153125.028／33975＝4.5秒 为使加／减速时间一致取值： t 1＝t 2＝5秒
扇扫的加／减速时间：t ＝t 1＋t 2＝5秒＋5秒＝10秒 扇扫角加／减速的计算： 以加／减速时间t 1＝t 2＝5秒计算 电机转速N b ＝159.6转／分＝2.66转／秒 得电机的角加速度为： 2/34.35/66.22秒弧秒
秒
转=⨯=
πa 5秒
折算到天线的角加速度为：
222/2.1/6.159/34.3秒度秒弧秒弧=÷=a 天线在加速时间里转过的角度为： 度秒秒度1525/2.12
1212221=⨯⨯=⨯=at a 天线在减速时间里转过的角度为： 度1512==θθ
天线在加／减速时间里转过的角度为： 度度度301515'21=+=+=θθθ
天线在1转／分换算成角速度为：6度／秒 当扇扫角θ=45度时，不计算加/减速时的角度为：
θ
-
度
"=
=
度15
度
30
45
所需时间为：
15
'=
6
=
t
÷
秒
秒
度
度5.2
/
当扇扫角θ=45度时所需时间为：
10
"=
+
=
t
5.2
秒
秒
秒5.
12
当扇扫角θ=45度时所需的重复周期时间为：
T=2×12.5秒=25秒
扇扫角度在30度至60度之间，角度和时间的关系见表1
以上计算数据均为理论数据.
注：以上为保密需要，关键处以××××注释。