Приклади електромеханічних пристроїв
Електричний двигун постійного струму з незалежним збудженням (рис. 7.16).
В
хідною
величиною є напруга на якорі (Uвх=Uя),
а вихідною – кутова швидкість ω. Напруга
збудження Uз
залишається постійною.
Передаточна функція електричного виконавчого механізму з незалежним збудженням описується рівнянням:
.
Коефіцієнт передачі двигуна:
,
де
– номінальна кутова швидкість якоря,
рад/с;
– номінальна напруга на якорі, В;
– номінальний струм на якорі, А;
– опір якоря двигуна, Ом;
– індуктивна в якорі ЕДС, В.
Електромагнітна постійна часу якірного ланцюга:
де
– індуктивність якірного ланцюга, Гн;
– число пар полюсів;
– дослідницький коефіцієнт.
Опір
якірного ланцюга двигуна:
де
– ККД двигуна при номінальному
навантаженні;
– номінальна потужність двигуна, кВт.
Електромеханічна постійна часу:
де
– момент інерції якоря, кг·м2;
– пусковий момент двигуна, Н·м;
– кутова швидкість ідеального холостого
ходу, рад/с;
– номінальний магнітний потік двигуна,
Вб.
При виконанні
умови
даний двигун представляє собою коливальну
ланку, а в зворотному випадку – аперіодичну
2-го порядку.
Чотирьохполюсники
Схема |
W(p) |
T1 |
T2 |
R1
|
|
|
|
|
|
|
|
Чотирьохполюсники на активних елементах
Схема |
K |
T1 |
T2 |
|
|
|
|
Висновки
Порівнюючи між собою перехідні функції пропорційної, аперіодичної, коливальної і ланки з запізненням, приходимо до висновку, що ці властивості відрізняються між собою характером перехідного процесу. В усталеному режимі їх поведінка однакова, а саме: вони підсилюють (послаблюють) вхідний сигнал в k раз.
Загальні властивості окремих ланок можна побачити і на частотних характеристиках. Так, аперіодична, коливальна, інтегруюча і ланка з запізненням створюють від’ємний, а диференцюючі та форсуючі – додатній фазовий здвиг. Нахил ЛАЧХ або їх високочастотних асимптот залежить від порядку n диференційного рівняння (ДР):
Нахил ЛАЧХ, Дб/дек |
Порядок ДР |
0 |
0 |
±20 |
1 |
±40 |
2 |
Додатній нахил мають ланки, які вносять випередження, від’ємний – відставання по фазі. Важливо зазначити, що фазочастотні характеристики не залежать від коефіцієнту передачі ланок.
Не зважаючи на велику різноманітність елементів автоматичних систем, по динамічним властивостям їх можна розбити лише на декілька груп – типових ланок. Таким чином, типові ланки дозволяють уніфікувати елементи САК. Внаслідок цього методи теорії автоматичного керування є універсальними і придатними для аналізу та синтезу автоматичних систем будь-якої фізичної природи.