f, т. е. от угловой скорости ротора, некоторое значение угла θ окажется оптимальным лишь для одной угловой скорости. В реверсивных двигателях и двигателях с частым пуском устанавливают θ= 0, что равно сильно установке щеток в двигателе постоянного тока на геометрической нейтрали.
Считая в (13.16) θ = 0, для малых угловых скоростей при xl «rl найдем
ПрирkФ0 = kэмполучим выражение для механической характеристики
(13.17)
идентичное выражению (3.9) для двигателя постоянного тока с независимым возбуждением.
Казалось бы, и характеристики вентильного двигателя должны совпадать с характеристиками обычного двигателя постоянного тока с независимым возбуждением. Однако они совпадают лишь при относительно небольших угловых скоростях ротора в двигательном режиме, как это видно из рис. 13.26, на котором построено семейство механических характеристик, соответствующих уравнению
(13.18)
полученному из (13.16) при θ = 0.
|
|
|
|
|
Рис. 13.26.Механические характеристики вентильного двигателя |
Рис. 13.27. Механические характеристики вентильного двигателя при различной относительной индуктивности обмоток |
Рис. 13.28. Форма напряжения, подводимого к фазной обмотке при импульсном управлении двигателем |
На рис. 13.27 показано влияние на вид механической характеристики индуктивного сопротивления обмоток ω0L1/r1где w0 = = U1/(kрФ0)-угловая скорость ротора при идеальном холостом ходе, полученная из (13.18) при М = 0.
Таким образом, механические характеристики вентильного двигателя совпадают с механическими характеристиками обычного двигателя постоянного тока лишь при L1 →0.
Важным свойством вентильного двигателя является возможность управления угловой скоростью с помощью транзисторного коммутатора импульсным методом при неизменном напряжении сети без применения дополнительных машин или усилителей. Управление двигателем производят путем изменения среднего значения напряжения, прикладываемого к обмоткам статора, методом широтно-импульсной модуляции. На рис. 13.28 показана форма напряжения, поступающего к обмотке фазы, среднее значение которого
(13.19)
где у — tН/TИ— относительная длительность (скважность) импульсов под водимого к двигателю промодулированного напряжения.
Частоту модуляции выбирают достаточно высокой, с тем чтобы уменьшить амплитуду пульсаций тока, так как тепловые потери в обмотках возрастают с увеличением этой амплитуды. Однако с ростом частоты увеличиваются потери в транзисторах на переключение. Обычно частоту выбирают в диапазоне 400—2500 Гц. В этом случае импульсное регулирование напряжения эквивалентно изменению его среднего значения. С учетом (13.19) выражение (13.18) примет вид
(13.20)
Характеристики на рис. 13.26 при различных у построены по (13.20) для ω0L1/rl= 0,8.
Для реверсивного вентильного двигателя дифференциальное уравнение движения вала двигателя с достаточной точностью записывают в виде
Подставив
в него
полученное из (13.17), представим это выражение
в изображениях:
(13.21)
Из (13.21) передаточная функция реверсивного двигателя
(13.22)
где
Для
нереверсивного двигателя выражение (13.22) не изменится, только коэффициент
передачи
В табл. П.29 приведены основные параметры вентильных двигателей серии МБ. Двигатели рассчитаны на мощность 0,8 — 50 Вт и имеют частоты вращения 2000-12500 об/мин. Двигатели имеют стабилизированную частоту вращения, что достигается импульсным регулированием напряжения. Сигнал для регулирования получают от тахогенератора, встроенного в двигатель.
Наличие транзисторного коммутатора, конструктивно отделенного от двигателя и соединяемого с ним гибким кабелем с многоштырьковым разъемом, увеличивает стоимость вентильных двигателей по сравнению с обычными коллекторными двигателями постоянного тока. Поэтому их применяют лишь для длительной и надежной работы в различных неблагоприятных условиях (вакуум, значительные колебания температуры, жидкие среды и т. п.)
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
