Якорное управление

Напряжение U_у подается на обмотку якоря, обмотка полюсов присоединена к сети постоянного тока с U_В=const. На рисунке 4.2.1.1 изображена схема включения исполнительного двигателя с якорным управлением.

- коэффициент сигнала.

Рисунок 4.2.1.1

Так как реакция якоря мала, следовательно можно записать:

(1)

Или (2)

Вращающий момент, создаваемый в электродвигателе определяется выражением:

(3)

Ток якоря:

(4)

где r_у – сопротивление обмотки якоря и щеточного контакта.

ЭДС, наводимая в обмотке якоря

(5)

Подставляя (5) в (4), получаем:

(6)

Подставив (6) в (3):

(7)

За единицу момента (базовый момент) следует принять момент, развиваемый электродвигателем при n=0, a=1 (неподвижный якорь).

Подставив его в (7), не трудно заметить, что второе слагаемое равно нулю, тогда:

(8)

Относительное значение момента:

Если якорь полностью разгружен m=0, a=1, т.е. режим идеального холостого хода – такой режим, когда r_a=0, M=0, E_Я=U_C, т.е. U_Y=U_B.

- скорость холостого хода.

Относительная частота вращения:

Таким образом, уравнение механической характеристики в относительных единицах примет вид:

Это уравнение показывает, что вращающий момент исполнительного двигателя является линейной функцией скорости вращения и коэффициента сиг-нала, т.е. механические характеристики могут быть построены по двум точкам и при различных a. Механические характеристики представлены на рисунке 4.2.1.2. Из характеристик видно, что максимальный момент имеет место при пуске ().

Рисунок 4.2.1.2

Величина пускового момента в относительных единицах равна коэффициенту сигнала (при , ).

Это значит, что пусковой момент прямо пропорционален напряжению управления.

При уменьшении механические характеристики смещаются параллельно в сторону меньших скоростей. Их наклон (жесткость) при этом не меняется. Регулировочные характеристики представленные на рисунке 4.2.1.3 описываются уравнением:

Рисунок 4.2.1.3

Из характеристик видно, что при любом моменте сопротивления на валу частота вращения пропорциональна напряжению управления. Максимальная скорость имеет место при a=1. Наибольшую скорость двигатель развивает при холостом ходе, когда m=0

Мощность управления:

строится в относительных единицах.

За базовую мощность принимается мощность управления при коротком замыкании, т.е. при n=0, a=1:

Мощность управления в относительных единицах описывается уравнением:

Семейство характеристик представлено на рисунке 4.2.1.4

Полезная мощность: (механическая мощность на валу двигателя) - является нелинейной функцией скорости.

На рисунке 4.2.1.5 изображено семейство кривых зависимости механической мощности от скорости вращения при различных a.

Рисунок 4.2.1.5 Рисунок 4.2.1.4

Уменьшение a, т.е. уменьшение U_Y резко уменьшает полезную мощность исполнительного двигателя.

Максимум механической мощности:

При пуске () и при холостом ходе (m=0) полезная мощность равна нулю и достигает максимума при скорости равной половине скорости холостого хода ().

(частота при Р_R.max)

Дата добавления: 2014-01-13