- •Таганрогский государственный радиотехнический университет
- •Кафедра систем автоматического управления Гура в.Д.
- •"Основы электромеханики и мехатроники"
- •1 Памятка об электромагнетизме и основах механики
- •1.2 Основные явления, законы и правила электромагнетизма
- •2 Классификация электромеханических преобразователей энергии
- •3.1 Устройство простейшей машины постоянного тока
- •3.2.1 Режим генератора
- •3.2.2 Режим двигателя
- •3.2.3. Принцип обратимости эм
- •3.4 Конструкция реальной машины постоянного тока
- •3.6 Магнитное поле в зазоре электрической машины
- •3.9 Эдс якоря и электромагнитный момент
- •5. Двигатели постоянного тока
- •5.8 Регулирование скорости вращения
- •6.8 Синхронные машины (см)
- •Список использованных источников
2 Классификация электромеханических преобразователей энергии
Принято использовать два основных классификационных признака:
а) по назначению.
1) генераторы - предназначены для преобразования механической энергии в электрическую. Источники механической энергии - паровые и гидравлические турбины, двигатели внутреннего сгорания, электродвигатели промышленной частоты и др.
2) двигатели - предназначены для преобразования электрической энергии в механическую, т.е. для вращения исполнительных механизмов (рабочих машин).
3) электромашинные преобразователи: рода тока (постоянный в переменный и наоборот), число фаз тока (1 в 3 и наоборот), частота тока, и т.п. В настоящее время в общепромышленном применении вытесняются электронными преобразователями.
4) электромашинные усилители мощности (ЭМУ) (вытесняются электронными усилителями мощности).
5) преобразователи сигналов. Это – микромашины (мощностью до 600 Вт), используемые в качестве элементов систем управления, измерительных и вычислительных устройств.
6) силовые микродвигатели – работают в режиме "включен – выключен" на постоянную нагрузку; используются, например, для приведения в движение самописцев, лентопротяжных механизмов, дисководов ПЭВМ и т.п.
7) исполнительные двигатели (в англоязычной литературе - сервомоторы) – преобразуют электрическую мощность (сигнал управления) в скорость вращения или угол поворота вала.
8) тахогенераторы – преобразователи (датчики) механической величины – скорости вращения – в электрическую (напряжение).
9) вращающиеся (поворотные) трансформаторы (ВТ, СКВТ, СКПТ) – элементы аналоговой вычислительной техники, преобразователи механических величин в электрические сигналы, датчики положения валов.
10) машины синхронной связи (сельсины) – датчики систем автоматического управления, реализующих синхронное и синфазное вращения или поворот двух или нескольких механически не связанных между собой осей (иногда используются как силовые машины, энергия которых участвует в перемещении исполнительных механизмов).
11) микромашины гироскопических устройств - к ним предъявляются специфические требования - высокие частоты вращения и высокая точность определения углов и моментов.
б) по роду тока и принципу действия
1) постоянного тока.
Такие электромеханические преобразователи энергии используются в качестве генераторов и двигателей в электроприводах, требующих изменения частоты вращения в широких пределах: (системы автоматического управления, железнодорожный и другие виды электрифицированного транспорта, прокатные станы, сложные станки и др.). Широко используются также в автономных объектах, где бортовая сеть питается от аккумуляторов или батарей (авиация, космос, флот, автомобили …).
2) переменного тока.
- трансформаторы (статические машины, кроме т.н. вращающихся трансформаторов, ВТ), предназначены для преобразования величины напряжения переменного тока;
- асинхронные машины: обычно используются в качестве двигателей, работающих с постоянной скоростью вращения – станки, бытовые приборы, ... В САУ – исполнительные двигатели, тахогенераторы, сельсины;
- синхронные машины – чаще генераторы переменного тока промышленной частоты на электростанциях, а также повышенной частоты в автономных источниках питания. В САУ – синхронные двигатели малой мощности (реактивные, индукционные, шаговые и др.);
- коллекторные – используются в основном как универсальные – как постоянного, так и переменного тока.
3 Электрические машины постоянного тока (М=Т)
В качестве элементов САУ имеют главное достоинство: возможность плавной регулировки скорости в широких пределах. Их недостаток по сравнению с машинами переменного тока – белее высокая стоимость и меньшая надежность вследствие более сложной конструкции.