Специални постояннотокови машини


Категория на документа: Други


8.7. Специални постояннотокови машини.

Функциите, които трябва да изпълняват специализираните постояннотокови машини, определят особеностите в тяхната конструкция и характеристиките им. Двете големи групи ПТМ в системите за автоматично управление - информационни и задвижващи, са представени тук от тахогенераторите и изпълнителните двигатели, вкл. високомоментни ИД.
8.7.1. Тахогенератори.

Тахогенераторите (ТГ) са генератори за постоянен ток, които служат за преобразуване на входния механичен сигнал в електрически.

Входният сигнал е честотата на въртене п на вала, респ. ъгловата скорост . На изводите на котвената намотка се измерва изходящия електрически сигнал Uизх = Uа, който може да се използва за управлението на устройствата в автоматизираната система или да служи само като указател на скоростта на въртене.
Изискванията към ТГ са:
- да имат линейни изходящи характеристики Uизх = f(n);
- минимални грешки при преобразуването на сигналите ,
включително ниски стойности на пулсациите на Uизх;
- малък съпротивителен момент в преходни и установени режими;
- малък обем и маса.

Тези основни изисквания се изпълняват по-лесно, ако ТГ е с независимо възбуждане като индукторът е изпълнен от постоянни магнити. От външната характеристика на генераторите с независимо възбуждане се вижда, че изменението ∆U на изходящото напрежение от празен ход до номинално натоварване е малко. По този начин Uизх остава близко до това на п.х. при изменението на тока Iа на котвата, респ. на товарния ток на регистриращото или управляващото устройство, включено към изводите й.
При работа с постоянни магнити за индуктора не е необходим източник за захранването на възбудителната намотка. Не са необходими и сложни мерки за компенсиране на възбудителния поток след загряването на възбудителните намотки.
Изискването за минимален инерционен момент се изпълнява чрез употреба на олекотени и удължени конструкции на ротора.
Изходящата характеристика на тахогенератора се определя от зависимостта Еа = СепФ и уравнението за равновесие на напреженията в котвената намотка:
Uизх=Еа-IаRа∑ (8.35 )
където включва и съпротивлението на четковия контакт, а
Зависимостите Uизх = f(п) при различни товарни съпротивления RТ са дадени на фиг. 8.32а, където RT1 =∞; ∞>RТ2>RТЗ . От фигурата се вижда, че с намаляването на RТ намалява и стойността на Uизх при една и съща скорост. Поради това е препоръчително да се работи с регистриращи или управляващи устройства с високо собствено съпротивление.

a) б) в)
фиг. 8.32
Грешки на тахогенератора:

% (8.35 а)

Израз (8.35 а) е амплитудна грешка на ТГ , където за определено п разликата ∆u се изчислява от стойността Uизх при RТ =∞. Uд е стойността на действителното изходящо напрежение, когато RТ<∞ и се проявява действието на реакцията на котвата.

Грешка в Uизх се получава и поради нелинейният характер на преходното съпротивление в четковия контакт. На фиг. 8.32б е показана зоната на нечувствителност на ТГ за крива 2, която се определя от пада в четките 2∆UЧ.

В ТГ се проявява и грешка от асиметрия, когато Uизх е с различна стойност за еднакви скорости при въртене в права и обратна посока (криви 1 и 2). Тя се получава когато четките са изместени от ГНЛ и е предизвикана от действието на реакцията на котвата (фиг.8.32в).
Амплитудната грешка е в граници ± (0,5 3)%, а от асиметрия ± (13)%. Грешки от ±(13)% Uизх предизвикват и зъбните пулсации от повърхността на котвата, магнитната анизотропия, елиптичност на ротора и др.

Важен параметър на ТГ е стръмността на изходящата характеристика S. Тя се определя от ъгловия коефициент на линейна изходяща характеристика за означения товарен ток при обявената работна честота на въртене. Обикновено на табелката на ТГ се дава стойността на Uизх за 1000min-1 или друга посочена скорост. За постояннотоковите тахогенератори стръмността е в граници (3100)mV/min-1
8.7.2. Изпълнителни двигатели
ИД преобразуват въртящия електрически сигнал - захранващо напрежение, в изходящ механичен сигнал - честота на въртене на вала.
Основните изисквания към тях са:
- широки граници за регулиране на скоростта на въртене;
- линейни зависимости между основните параметри, определящи характеристиките им: U ,п и М;
- нулева стойност на изходната функция при нулев входен сигнал;
- бързо обработване на входния сигнал;
- малък обем и маса.

Изискването за бързодействие внася промени в конструкцията на специалните изпълнителни двигатели. Инерционният момент намалява като се използват олекотени ротори без феромагнитни магнитопроводи в два основни варианта.
Първият е удължен кух ротор, чиято намотка е залята обикновено с епоксидна смола. Полученият кух цилиндър с механически свързания с него колектор се върти между външния и вътрешен феромагнитен статор, както при АМ с кух немагнитен ротор. Индукторът, ако е постоянен магнит, може да бъде разположен и във вътрешния статор (фиг. 8.33а, където 1 е корпус, 2-намотка ротора, 3-колекторно-четков възел, 4 -индуктор).

фиг.8.33




Сподели линка с приятел:





Яндекс.Метрика
Специални постояннотокови машини 9 out of 10 based on 2 ratings. 2 user reviews.