Характеристики реального двигателя.

1. Влияние сопротивления источника сигнала управления.

Рисунок 37 – Влияние сопротивления источника сигнала

где - выходное сопротивление управляющего устройства, например усилителя.

Уравнение машины имеет вид:

;

;

На ХХ , (скорость ХХ не меняется).

Рисунок 38 – Влияние сопротивления нагрузки на скорость

При увеличении сопротивления источника любых других внешних цепей, механическая характеристика становится менее жесткой, т.к. наклон увеличивается, пусковой момент уменьшается, а скорость ХХ не изменяется.

2. Влияние момента сухого трения.

;

- знаковая функция.

Если , аргумент>0, аргумент<0.

Момент сухого трения при отсутствии внешних нагрузок определяется трением между коллектором и щётками. Момент маломощных двигателей является достаточно большим. В первом приближении момент считают не зависящим от значения скорости, он зависит только от её знака.

;

;

Рисунок 39 –

Выходная характеристика :

Рисунок 40 – Выходная характеристика

Появляется зона нечувствительности, а именно машина приходит в движение только при некотором напряжении трогания . Данная нелинейность является основной причиной ошибки системы управления, состояния покоя.

Передаточная функция двигателя постоянного тока.

Рисунок 41 – Схема

ПФ отображает динамические свойства объекта, поэтому все элементы способны накапливать энергию, а именно - момент инерции, -индуктивность якорной обмотки.

Выходными координатами двигателя может быть скорость вращения( ) и текущее положение угла поворота( ), поэтому может быть передаточная функция по углу и по скорости:

;

;

Статор не рассматриваем, т.к. исполнительные двигатели в автоматике используются только при независимом возбуждении и якорном управлении.

Уравнение якорной цепи имеет вид:

;

Найдем ПA по углу поворота:

;

Предположим, что двигатель не нагружен, пренебрежем моментом сухого трения (щётки). В этом случае электромагнитный момент, развиваемый двигателем, уравновешивается только моментом инерции якоря. Будет иметь место динамический момент:

;

;

Выразим ток через момент:

;

;

Перейдем к изображению по Лапласу:

;

;

;

;

Обозначим - электромагнитная постоянная по времени.

;

;

;

По углу поворота ПФ - это есть последовательное соединение идеального и реального интегрирующих звеньев, т.к. :

;

;

то ПФ по скорости:

;

Специальные типы двигателей постоянного тока(дпт).

1. Универсальные коллекторные двигатели.

Универсальными называют такие двигатели постоянного тока, которые могут работать от сети переменного тока. В принципе, любой двигатель с электромагнитным возбуждением может работать от переменного тока, т.к. при смене знака напряжения знак тока меняется одновременно и в статоре, и в роторе.

Рисунок 41 – Схема

;

Однако, при этом возбуждении машина не работоспособна, это связанно с конструктивными и электрическими параметрами обмоток якоря и статора.

В реальной машине, как правило, индуктивность статорной обмотки (т.е.обмотки возбуждения) намного больше якорной обмотки ( ), поэтому ток статора отстает по фазе от тока якоря на

;

;

Вращающий момент за период определяется постоянной составляющей , среднее значение удвоенной частоты за период равный нулю, при , .

Поэтому данный тип возбуждения в данных двигателях не используется, а применяется исключительно последовательное возбуждение.

Рисунок 42 – Последовательное возбуждение

Токи статора якоря равны по фазе. ,

Конструктивно универсальный двигатель отличается от обычного двигателя постоянного тока тем, что магнитопровод статора, как и магнитопровод якоря, набирается из изолированных пластин.