2.4.5. Требования, предъявляемые к исполнительным двигателям
Помимо общих требований (предъявляемых ко всем машинам: малые габариты и вес, дешевизна, высокий КПД, надежность и т.д.), к исполнительным двигателям предъявляются и специфические требования: управляемость двигателя при всех режимах работы (отсутствие самохода), линейность механических и регулировочных характеристик, высокое быстродействие, бесшумность работы, малая мощность управления, отсутствие радиопомех и т.д. Эти требования заставляют в ряде случаев отказываться от традиционных конструкций машин общего применения, что ведет к увеличению габаритов, снижению КПД и т.п.
Самоход
исполнительных двигателей. Наибольшая
асимметрия магнитного поля в исполнительном
двигателе будет иметь место при отсутствии
напряжения на обмотке управления. При
этом режиме коэффициент сигнала
и ротор не должен вращаться.
При
двигатель может рассматриваться как
однофазный. При этом прямое и обратное
поля равны по величине, а результирующий
вращающий момент равен арифметической
разности моментов от прямого
и обратного
полей:
(2.54)
В однофазном
двигателе общего применения результирующий
момент при пуске равен 0, но в довольно
широком диапазоне скоростей (при
)
он больше 0 (рис. 2.24а).
а) б)
Рис.2.24.Зависимости
для однофазного двигателя: а)
;
б)
.
Такой двигатель
может работать с некоторой установившейся
скоростью, если каким-либо образом его
предварительно привести во вращение.
Однако, использовать такой двигатель
в качестве исполнительного невозможно,
так как при
он не останавливается, т. е. теряется
управление. Чтобы управление не терялось,
необходимо, чтобы момент
был больше
или, в крайнем случае, эти моменты были
бы равны между собой. Таким образом,
условием отсутствия самохода в области
изменения скольжения
является
(2.55)
Зависимости
для прямого и обратного полей одинаковы,
но
.
Поэтому полученное условие отсутствия
самохода можно записать:
.
(2.56)
Это условие
выполняется, если
.
Исследования показали, что при некоторых
параметрах исполнительного двигателя
самоход возможен и при
.
Практически в исполнительных двигателях
3
что обеспечивает не только отсутствие
самохода, но и приближает характеристики
к линейному виду.
При изготовлении исполнительных двигателей требуется повышенное внимание к качеству технологических операций, т. к. наличие межвиткового замыкания обмотки статора, а также замыкание между собой пакетов статора может привести к эллиптичности поля машины.
2.4.6. Исполнительный двигатель с амплитудным управлением
Напряжение
управления
изменяется только по величине в
соответствии с сигналом управления
,
оставаясь сдвинутым по фазе на
по отношению к напряжению возбуждения
.
Для определения основных свойств
двигателя воспользуемся выражениями,
полученными при разложении эллиптического
поля двухфазной машины на два круговых
поля, вращающихся в противоположных
направлениях, методом симметричных
составляющих. Заменив
на
,
можно записать
(2.57)
При амплитудном управлении
;
(2.58)
(2.59)
Величину
называют эффективным коэффициентом
сигнала.
Токи прямой и обратной последовательностей:
(2.60)
.
Аналогично определяются симметричные составляющие тока в фазе управления:
(2.61)
(2.62)
Сопротивления
и
определяются как полные сопротивления
соответствующих схем замещения (рис.
2.25 а – прямой и рис. 2.25 б – обратной):
Рис.2.25. Схема замещения синхронного двигателя для прямой (а) и обратной (б) последовательностей.
Они отличаются величиной активного сопротивления ротора. Сопротивление ротора зависит от скольжения относительно прямого и обратного магнитных полей. Сопротивление ротора для токов прямой последовательности:
.
(2.63)
Для токов обратной последовательности:
,
(2.64)
где
(2.65)
- относительная скорость вращения ротора.