Глава 4. Исполнительные (управляемые) микродвигатели систем автоматики

1Какие используются способы управления исполнительным асинхронным двигателем?

амплитудное – когда напряжение U_у, подаваемое на ОУ, изменяется по амплитуде; по фазе это напряжение сдвинуто от напряжения возбуждения (U_в) на угол  = 90⁰;

фазовое – когда напряжение U_у остается неизменным по амплитуде, но изменяется его фаза:

амплитудно-фазовое – когда изменяется и амплитуда и фаза управляющего напряжения

2. Каковы особенности формирования механической характеристики исполнительного асинхронного микродвигателя?

Суть этого требования несложно понять из рис.65, где показаны несколько вариантов формирования механической характеристики несимметричного асинхронного двигателя в зависимости от величины критического скольжения. Здесь показан вариант рис.65а), соответствующий случаю S=1 при отсутствии управляющего сигнала. Разложив пульсирующее поле статора на прямую М₁ и обратную М₂ составляющие, можно построить результирующую кривую М, которая показывает, что при всех скольжениях 2 > S > 0 во время вращения ротора будет возникать тормозной момент М. Следовательно, при отсутствии сигнала ротор двигателя будет неподвижен, его самоход (произвольное вращение в любую сторону в результате случайного внешнего фактора) отсутствует.

3. Каковы свойства регулировочных характеристик исполнительного асинхронного микродвигателя при различных способах регулирования?

При амплитудно-фазовом управлении регулирование частоты вращения ротора обеспечивается путем одновременного изменения и амплитуды и фазы управляющего напряжения. Этим способом удается сочетать плавное реверсирование и линейное регулирование скорости.

4.Как запитать исполнительный асинхронный микродвигатель от однофазной сети?

При питании двигателей от однофазной сети очень часто напряжение на обмотке возбуждения сдвигается по фазе с помощью конденсаторов. Используют несколько схем такого включения асинхронного двигателя. Среди них наиболее часто встречаются схемы с одной и с двумя емкостями.

5.Каковы причины самохода исполнительного асинхронного микродвигателя?

Серьезной проблемой асинхронных исполнительных двигателей считается опасность возникновения самохода. Самоходом называют вращение ротора асинхронного исполнительного двигателя при отсутствии сигнала управления. На практике встречаются два вида самохода:

1. параметрический – из-за неправильного выбора параметров машины при проектировании;

2. технологический – вызванный погрешностью формы или размеров активных частей машины, неравномерностью зазора и др.

6.Какие конструкции якоря используются в исполнительных двигателях постоянного тока?.

По конструкции якоря эти машины можно разделить на следующие исполнения, где:

1. ферромагнитный шихтованный сердечник имеет пазы, в которых размещены катушки якорной обмотки;

2. ферромагнитный сердечник имеет гладкую поверхность, на которой равным слоем распределены проводники якорной обмотки;

3. якорная обмотка выполняется в виде полого цилиндра (вернее - колокольчика) без ферромагнитного сердечника.

7. Какие способы управления используются в исполнительных двигателях постоянного тока?

По способу возбуждения исполнительные двигатели постоянного тока можно разделить на двигатели с электромагнитным возбуждением и ч возбуждением от постоянных магнитов. При этом постоянный магнит может быть выполнен в виде цилиндра, охватывающего якорь снаружи. В двигателях с полым ротором индуктор с постоянным магнитом чаще размещают внутри полого якоря.

По способу управления исполнительные двигатели постоянного тока делятся на двигатели с якорным управлением и двигатели с полюсным управлением

8.Какими динамическими постоянными характеризуются исполнительные электродвигатели?

При якорном управлении сигнал подается на якорную обмотку (U_я = U_у), а поток индуктора остается неизменным (Ф_В = Const). При полюсном управлении напряжение на якоре остается неизменным (U_я = Const), а изменяется напряжение на выводах полюсной обмотки (U_у = U_В  I_В  Ф_В = var).

9. Как устроен и работает шаговый электродвигатель?

Шаговые электродвигатели преобразуют сигнал управления в виде серии импульсов напряжения в дискретное перемещение ротора.

Первые конструкции шаговых двигателей мало походили на электрическую машину. Такой двигатель скорее напоминал магнитную систему реле, в котором движение якоря с помощью храпового механизма преобразовывалось во вращательное (дискретное) движение выходного вала. Конструктивная схема его показана на рис.76.

Катушка 1 электромагнита размещена на магнитопроводе. При протекании тока в катушке якорь 2 притягивается и передвигает зуб 3 храповика вниз. Упираясь в зубец храпового колеса 4, этот зуб поворачивает колесо против часовой стрелки на одно зубцовое деление. После прекращения тока в катушке возвратная пружина 5 оттягивает якорь 2, в результате чего зуб 4 движется вверх и входит в зацепление с очередным зубцом храпового колеса 4. При поступлении в катушку очередного импульса

10.В каких режимах может работать шаговый двигатель, какими параметрами они характеризуются?

статический – когда по обмотке протекает постоянный ток, а ротор неподвижен;

квазистатический – когда обрабатывает отдельные шаги и к моменту поступления очередного сигнала переходные процессы (изменение тока и колебания ротора) полностью затухают (этот режим рассмотрен в предыдущем параграфе);

динамические (установившийся и переходный) – когда к моменту прихода очередного сигнала переходные процессы не успевают затихнуть, а также при ускорении , замедлении