3. Механические характеристики двигателей постоянного тока при импульсном управлении

Движение привода описывается системой уравнений:

а) в первом интервале периода 0 ≤ t ≤ t_u

(1)

(2)

(3)

б) во втором интервале периода

(4)

(5)

(6)

где ,-скорость двигателя в первом и втором интервалах периода;

М₁, М₂ – момент, развиваемый двигателем в первом и втором интервалах периода, Н*м;

С_Е, С_М – коэффициент противо – ЭДС и коэффициент момента двигателя;

J – момент инерции вращающихся частей, приведенный к валу двигателя;

М_С – момент нагрузки на валу двигателя.

Среднее значение напряжения на якоре двигателя

[B]

Среднее значение тока в цепи якоря двигателя

[А]

Среднее значение момента, развиваемого двигателем

[Нм]

Среднее значение скорости двигателя

[рад/с]

В установившемся режиме

М_ср = М_с

Среднее значение тока

J_cp = M_c/C_M, [А] (12)

Среднее значение напряжения

, [В] (13)

Механическая характеристика

но с учетом, что и С_Е = С_М, в системе СИ получаем механическую характеристику для двигателя постоянного тока с независимым возбуждением

, ;

, ;

где - скорость холостого хода двигателя.

Механической характеристикой двигателя при широтно-импульсном регулировании скорости вращения называется зависимость среднего значения скорости при установившемся режиме работы от среднего момента, развиваемого двигателем.

Для двигателя с последовательным возбуждением C_E не постоянно, как у двигателя с независимым возбуждением. С_Е определяется по граничной характеристике

(15)

Так как электромагнитный момент M_ср = С_ЕJ_ср, получаем механическую характеристику для двигателя с последовательным возбуждением

, ;(16)

Чтобы построить механическую характеристику для двигателя с последовательным возбуждением, необходимо предварительно снять и построить граничную характеристику приγ=1. Для других значений механическая характеристика строится с использованием характеристики для требуемыхγ и формул (15) и (16).

4. Стабилизация скорости вращения двигателей постоянного тока при импульсном управлении

Для повышения жесткости механических характеристик двигателей постоянного тока в автоматизированных системах с широтно-импульсными регуляторами напряжения применяется различные обратные связи по напряжению, току, скорости и т.д.

В настоящей работе исследуется система с отрицательной обратной связью по скорости (рис.4).