Быстродействие исполнительных двигателей

Время разгона исполнительного двигателя определяется главным образом электромеханическими процессами, т. к. из-за большого сопротивления ротора электромагнитные процессы очень быстротечны. Обычно быстродействие двигателя характеризует его электромеханическая постоянная времени , которая примерно на порядок выше электромагнитной постоянной времени

Значение определяется из условий разгона ротора двигателя при статическом моменте на валу . При этом уравнение, описывающее процессы в механической подсистеме примет вид:

Где J-момент инерции вращающихся масс. Для идеализированного двигателя линейная механическая характеристика имеет вид:

Где -пусковой момент, - угловая скорость холостого хода. Тогда

Решив уравнение, получим уравнение кривой разгона двигателя:

Рис. 2.7. Кривая разгона исполнительного двигателя.

Асинхронный тахогенератор

Асинхронный двигатель-тахогенератор с полым немагнитным ротором ДГ-1ТА.

• напряжение возбуждения двигателя и тахогенератора: 36 В;

• напряжение обмотки управления двигателя: 30 В;

• частота сети: 400 Гц;

• ток возбуждения тахогенератора: 120 мА;

• пусковой ток возбуждения двигателя: 300 мА;

• пусковой ток обмотки управления двигателя: 135 мА;

• номинальная мощность двигателя: 1,0 Вт;

• номинальный вращающий момент: 9 Гсм;

• пусковой момент: 16 Гсм;

• момент инерции ротора: 8∙10^-4 Гсмсек²;

• электромеханическая постоянная времени: 68 .. 86 мсек;

• скорость вращения холостого хода: 15000 .. 16000 об/мин;

• нулевое напряжение тахогенератора: 200 мВ;

• крутизна сигнала тахогенератора: 10^-4 В/об/мин;

• вес: 0,2 кг.

Асинхронный тахогенератор ТД-2.

• частота сети: 50 Гц;

• напряжение возбуждения: 127 В;

• ток возбуждения: 0,13 А;

• мощность возбуждения: 6,2 Вт;

• максимальная скорость вращения: 2400 об/мин;

• э.д.с. генераторной обмотки: 19,2 В;

• относительная погрешность при измерении скорости: 1,5 %;

• э.д.с. при неподвижном роторе: 25-50 мВ;

• статический момент трения: 6 Гсм;

• вес тахогенератора: 3 кг.

Асинхронный тахогенератор АТ-201.

• частота сети: 500 Гц;

• напряжение возбуждения: 110 В;

• ток возбуждения: 0,22 А;

• мощность возбуждения: 11 Вт;

• максимальная скорость вращения: 4000 об/мин;

• э.д.с. генераторной обмотки: 30 В;

• относительная погрешность при измерении скорости: 0,1 %;

• э.д.с. при неподвижном роторе: 25-50 мВ;

• статический момент трения: 10 Гсм;

• вес тахогенератора: 2,5 кг.

Асинхронный тахогенератор ТГ-4.

• частота сети: 400 Гц;

• напряжение возбуждения: 110 В;

• ток возбуждения: 0,30 А;

• мощность возбуждения: 14 Вт;

• максимальная скорость вращения: 6000 об/мин;

• э.д.с. генераторной обмотки: 10 В на каждые 1000 об/мин;

• относительная погрешность при измерении скорости: 2,5 %;

• э.д.с. при неподвижном роторе: 25-50 мВ;

• статический момент трения: 15 Гсм;

• вес тахогенератора: 1,5 кг.

Асинхронный двигатель-тахогенератор с полым немагнитным ротором ДГ-5Т.

• напряжение возбуждения двигателя и тахогенератора: 36 В;

• напряжение обмотки управления двигателя: 30 В;

• частота сети: 400 Гц;

• ток возбуждения тахогенератора: 100 мА;

• пусковой ток возбуждения двигателя: 1200 мА;

• пусковой ток обмотки управления двигателя: 500 мА;

• номинальная мощность двигателя: 5,0 Вт;

• номинальный вращающий момент: 120 Гсм;

• пусковой момент: 220 Гсм;

• напряжение троганья при t = +100⁰ C: 0,5 В;

• напряжение троганья при t = -60⁰ C: 2 В;

• момент инерции ротора: 40∙10^-3 Гсмсек²;

• электромеханическая постоянная времени: 30 мсек;

• скорость вращения холостого хода: 6000 об/мин;

• нулевое напряжение тахогенератора: 100 В;

• крутизна сигнала тахогенератора: 10∙10^-4 В/об/мин;

• вес: 1,0 кг.

Асинхронный тахогенератор подобно тахогенераторам постоянного тока применяют в автоматических системах для преобразования механического вращения в электрический сигнал. В идеальном случае тахогенератор должен давать на выходе напряжение, пропорциональное частоте вращения:

Эту зависимость называют выходной характеристикой тахогенератора. Конструкция асинхронного тахогенератора аналогична конструкции асинхронного исполнительного двигателя с полым немагнитным ротором. На статоре в пазах уложены две обмотки, сдвинутые в пространстве на 900. Одна из обмоток возбуждения постоянно включена в сеть, другая, генераторная, присоединена к нагрузке, т.е. является выходной.

Основным показателем качества работы тахогенератора является линейность выходной характеристики. На рис.2.8 изображены выходные характеристики некалиброванного (а) и калиброванного (б) асинхронного тахогенератора.

Рис. 2.8. Реальная (I) и идеальная (2) выходная характеристика асинхронного тахогенератора.

Причинами, вызывающими погрешности тахогенератора, являются:

• технологические неточности изготовления;

• электромагнитная реакция ротора;

• изменение сопротивления ротора при изменении частоты вращения;

• изменение сопротивления обмоток и магнитного сопротивления по различным осям под влиянием температуры, насыщения и др.