18.Динамические характеристики двигателей постоянного и переменного тока.

Динамические характеристики двигателей постоянного тока:

Р ассмотрим структурную схему двигателей постоянного тока, как элемента автоматической системы.

Математическая модель двигателя соответствует дифференциальному уравнению второго порядка и содержит пропорциональное апериодическое и интегрирующие звенья.

е_п – ЭДС преобразователя (УВ)

ω₀ = е_п/кф – скорость хх.

Ошибка по скорости ∆ω = ω₀ – ω

Β = жест. механической характеристики.

T_э = L_Я / R_Я - э/магн. Постоянная времени.

Получим передаточную функцию электродвигателя в соответствии со структурной схемой для анализа его динамики.

T_м = У / β – механическая постоянна времени.

Получим передаточную функцию соответствующую колебательному звену.

В переходных процессах колебания будут отсутствовать при условии Тм > 4Тэ типа З > 1

Быстродействие будет определяться величиной механической постоянной времени.

Таких образом для повышения быстродействия двигателя необходимо уменьшать момент инерции ротора, сопротивление цепи якоря и увеличивать магнитный поток возбуждения Ф.

Для этого в приводах подач станков и роторов применяются двигатели м роторами малого диаметра или плоскими роторами, а так же применяются для возбуждения сильные постоянные магниты с большим потоком Ф.

Динамические характеристики двигателей переменного тока :

Структурная схема соответствует работе двигателя на линейном участке механической характеристики.

При регулировании скорости асинхронных двигателей одновременно изменяется частота и напряжение выходного тока преобразователя.

Структурная схема двигателя подобно структурной схеме двигателя постоянного тока рассмотренного ранее, но отличается параметрами.

Жесткость механической характеристики.

Β = ∆M / ∆ω = 2 Mк / ω₀ Sk

Мк = к_м Мном

Мк = 3 V² / 2 ω₀ Xk

Критическое скольжение :

Электромагнитная постоянная:

Тэ = L_{2 /} R₂ = 1 / (ω₀ р Sк) = 1/(2 ∏ f Sk)

Механическая постоянная тока:

Тм = У / β = Уω₀ Sk / 2Мк

Таким образом для повышения быстродействия асинхронного привода необходимо уменьшать момент инерции ротора двигателя, скорость холостого хода ω₀ , критическое скольжение Sk, и увеличивается критический момент двигателя Мк.

19. Электрогидравлические и электропневматические исполнительные элементы.

Гидропривод применяется когда требуется большие усилия при поступательном движении и высокое быстродействие.

F = p Sm

Пневмопривод применятся при небольших усилиях и поступательных движениях.

Он более простой и дешевый по конструкции.

Гидропривод получает давление от насоса а пневмопривод от компрессора, который вращается асинхронным электродвигателем.

Управление подачей жидкости или газа производится с помощью дроссельного кстройства с электромагнитным приводом.

Рассмотрим схему силовой части гидро или пневмо привода.

При перемещении штока дроссельного устройства с помощью электропривода поршень силового цилиндра перемещается с большим усилием.

Для получения следующего привода необходимо корпус дроссельного устройства соединить механически со штоком силового цилиндра.

Дроссельное устройство перемещается с помощью электромагнита или маломощного.

Следящий привод можно так же получить с помощью датчика обратной связи.

Сигнал с которого через усилитель подается на привод дроссельного устройства.

Недостатком гидропривода является цена и масса, и сложность эксплуатации из-зи утечки жидкости.

Следящий привод имеет передаточную функцию соответствующую колебательному звену.

Недостатком пневмопривода является ограниченное быстродействие из-за сжимаемости газа.