МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА"

Спеціальні електричні машини ч.2. Електричні машини систем автоматики

Конспект лекцій з предмету

“Електричні машини систем автоматики”

для студентів базового напрямку 7.092205

“Електромеханіка”

Затверджено на засіданні кафедри “Електричні машини та апарати” Протокол № р.

2001

Спеціальні електричні машини. Ч.1. Електричні машини систем автоматики. Конспект лекцій з предмету "Електричні машини систем автоматики" для сту­дентів базового напрямку 7.092205 "Електромеханіка"/ І. І. Андрейко, І. Є. Біля­ковський. - Львів, ДУЛП, 2001, 100 с.

Автори:

І. І. Андрейко, к.т.н., доц.

І. Є. Біляковський, к.т.н., доц.

Відповідальний за випуск:

І. Є. Біляковський, к.т.н., доц.

Рецензенти:

 Державний університет “Львівська політехніка”, 2001

ВСТУП

Електричні машини (ЕМ), потужність яких не перевищує 750-1000 Вт, називають електричними мікромашинами (ЕММ).

ЕММ, аналогічно як і всі ЕМ загально-промислового застосування (ЗПЗ), служать, по суті, перетворювачами енергії з використанням електромагнітного поля, тому умовно будемо їх називати електромеханічними перетворювачами енергії (ЕМП). Це означає, що ЕММ теж перетворюють механічну енергію в електричну (вимірні і бортові генератори, давачі кута, прискорення); електричну енергію в механічну (виконавчі і допоміжні двигуни, давачі моменту); механічну енергію в механічну (синхронні передачі кута і частоти обертання, керуючі муфти); електричну енергію в електричну (електромашинні підсилювачі і перетворювачі, вентильно-трансформаторні перетворювачі). Але разом з цим ЕММ, як уже видно з вище наведених прикладів, мають в переважній більшості дуже специфіч­не функціональне призначення. Тобто вони широко використовуються в системах автоматизованого електроприводу, автоматики, телемеханіки, ін­форматики та керування, в радіотелевізійних системах зв’язку, в аналого­вих, цифрових приладах і пристроях, в систе­мах мехатроніки, навігації, кондиціювання та життєзабезпечення, в побу­тових приладах тощо, як операційні або допоміжні ланки цих систем.

ЕММ в цих системах, які умовно назвемо системами автоматики (СА), виконують:

1) або функції інформаційних ланок цих систем – це різного роду да­вачі кута, швидкості, прискорення, електромашинні фазообертачі, функ­ціональні перетворювачі, вимірні елементи стежних і гіроскопічних злагод та модулярних влаштувань;

2) або функції виконавчих ланок цих систем – це різноманітні вико­навчі та моментні двигуни, електромашинні підсилювачі та перетворювачі, керуючі муфти, силові елементи стежних та гіроскопічних систем;

3) або допоміжні силові функції – це різних типів приводні електро­двигуни, бортові генератори, допоміжні перетворювачі.

ЕММ останньої, третьої групи, які виконують допоміжні силові функ­ції в СА, повинні, подібно як і всі потужні ЕМ ЗПЗ, характеризуватися в першу чергу високими значеннями коефіцієнта віддачі (КВ) та коефіцієнта потужності, тобто високими енергетичними показниками, а також низь­кими масогабаритними показниками і собівартістю та задовільною надій­ністю. Надалі ці ЕММ називатимемо силовими ЕММ СА (СЕМ СА).

На відміну від СЕМ СА, ЕММ, які використовуються як інформаційні електро­ма­шин­ні ланки СА (перша група ЕММ СА), повинні в першу чергу оцінюватися за метро­логічними параметрами, такими як точність перетво­рювання енергії, чутли­вість, швид­ко­дія, а також стійкість, висока надій­ність, стабільність характеристик і па­ра­метрів із суміжними ланками СА. Енергетичні та масогабаритні показники для цих ма­шин є другорядними. ЕММ цієї групи називатимемо інформаційними ЕММ СА (ІЕМ СА).

ЕММ другої групи, які служать в СА виконавчими їх ланками, по­винні поєднувати вище перелічені вимоги як і для СЕМ СА, так і для ІЕМ СА. Тобто вони повинні мати високі і метрологічні, і енергетичні показники. Цю групу ЕММ назвемо інформаційно-силовими ЕММ СА (ІСЕМ СА).

Усі три названі групи ЕММ – ІЕМ СА, ІСЕМ СА і СЕМ СА, які використовуються в цих системах і виконують в них як основні, так і допоміжні функції, надалі умовно називатимемо ЕМ СА, хоча багато типів цих машин, особливо з класу СЕМ СА, використовуються не тільки в СА, але і в медицині, побуті, на транспорті та в інших галузях народного господарства.

Вивчення конструкцій, принципів дії, основ теорії ЕМ СА, інже­нерних методів аналізу їх характеристик та основних співвідношень для їх проектування і складає предмет курсу ЕМ СА.

Поділ ЕМ СА на силові, інформаційно-силові та інформаційні ЕМ можна розглядати як основну їх класифікацію за функціональними ознаками, згідно з якою визначаються підходи до проектування окремих типів цих машин та до методів їх аналізу. Тому матеріал даного курсу буде викладено згідно названої послідовності, прийнятої в цій класифікації. Крім цього, логічно розпочати вивчення нашого курсу з СЕМ СА, які фактично є ЕММ ЗПЗ, багато їх типів в принципі відомі із загального курсу ЕМ і тут необхідно буде розглянути тільки особливості їх конструк­цій, фізичних явищ та розрахунків, які, щоправда, є дуже специфічними.