- •Электрические машины.
- •Машины постоянного тока.
- •Электрическая цепь машины постоянного тока. Управление якорной цепью, вращающий момент, принцип обратимости.
- •Магнитная цепь машины постоянного тока. Реакция якоря.
- •Генераторы постоянного тока
- •Тахогенератор постоянного тока.
- •Передаточная функция тахогенератора
- •Двигатели постоянного тока.
- •Характеристика дпт
- •Характеристики при различных способах возбуждения.
- •Характеристики реального двигателя.
- •Передаточная функция двигателя постоянного тока
- •Бесколлекторные двигатели постоянного тока
- •Синхронные машины
- •Гистерезисный асинхронный двигатель…
- •Асинхронная машина.
- •Работа асинхронной машины. Скольжение. Вращающий момент.
- •Исполнительные асинхронные двигатели с полым немагнитным ротором. Электрическое вращающееся магнитное поле.
- •Передаточная функция асинхронного двигателя с полым немагнитным ротором
- •Асинхронный тахогенератор
- •Принципы построения современных шаговых двигателей.
- •Измерительные преобразователи угла поворота
- •Сельсины.
- •Фазовые датчики с вращающимся полем.
- •Вращающиеся трансформаторы.
- •Цифровые преобразователи
Исполнительные асинхронные двигатели с полым немагнитным ротором. Электрическое вращающееся магнитное поле.
АДПР специально разработаны как исполнительные устройства автоматики. Из-за большого активного сопротивления ротора максимум момента механической характеристики смещен в область отрицательных скоростей, поэтому механическая характеристика однозначна.
Для управления используется не общее напряжение обмоток, а напряжение одной из обмоток. Подавляющее большинство этих двигателей – двухфазные, т.е. имеют две обмотки, на которые подаются сдвинутые на синусоидальные напряжения.
При равенстве индукций обмоток статора результирующий вектор имеет постоянную скорость. Такое вращающееся поле называется круговым. Если каким-либо образом симметрия нарушена, например при неравенстве индукций обмоток или при угле, отличном от круговое поле переходит в эллиптическое.
Средняя скорость вращения поля статора остается равной синхронной скорости, однако в течение оборота мгновенная скорость меняется максимально при минимуме вектора индукции и минимально при максимуме. Ротор в силу механической инерции вращается с примерно постоянной скоростью. Магнитное поле или обгоняет его, создавая вращающий момент, или отстает, создавая тормозящий момент. В результате скорость ротора уменьшается по мере увеличения эллиптичности поля и, когда эллипс вырождается в прямую линию, ротор останавливается.
Существуют различные метода аналитического анализа машин переменного тока. Один из них основан на представлении несимметричной системы векторов несколькими симметричными.
Тогда эллиптическое поле представить в виде 2х круговых вращающихся в разные стороны.
В этом случае механическую характеристику двигателя можно представить в виде суммы 2х характеристик.
Когда эллипс вырождается в прямую, будет 2 одинаковых, но противоположных вращающихся магнитных поля.
Управление машины сводится к управлению эллиптичностью, меняя либо амплитуду одного из векторов (амплитудное управление), либо фазу между одинаковыми векторами (фазовое управление), либо то и другое (амплитудно-фазовое управление).
Амплитудное управление более экономично, т.к. потребление энергии меньше, однако зависимость момента от амплитуды не линейна.
При фазовом управлении семейство параллельных линий (почти прямых).
Преимущества фазового управления:
Лучшая динамика двигателя
Постоянная времени не изменяется при изменении сигнала управления
В современная автоматике реализация алгоритмов управления осуществляется контроллерами.
Передаточная функция асинхронного двигателя с полым немагнитным ротором
В общем случае уравнение движения АМ нелинейно. Для двигателей с коротко замкнутым ротором механическая характеристика в области двигательного режима неоднозначна, поэтому передаточная функция этих машин рассматривается для некоторых частных случаев в пределах небольших участков, т.е. в узком диапазоне изменения режимов. Для двигателей с полым немагнитным ротором, специально предназначенного для управления механическая характеристика предназначена при фазовом управлении близка к линейной. В частности, если при фазовом управлении под сигналом управления понимать ( – угол м/у векторами), то все семейство механических характеристик линейно.
В этом случае передаточная функция легко находится ч/з механические характеристики. Пусковой момент , где - конструктивный коэффициент момента, константа для данной машины.
Выберем произвольно некоторую точку, соответствующую текущим значениям момента и скорости. Введем коэффициент скорости . Т.к. наклон с x-управлением не меняется, то это тоже константа. Из геометрических соображений следует, что . Электромагнитный момента при отсутствии внешних нагрузок уравновешивается только моментом инерции ротора двигателя.
Найдем передаточную функцию по скорости как .
Подставляем в
РИСУНОК (В фото отсутствует)
Т.к. , где – угол, то