Энергетический анализ объектов регулирования и выбор исполнительных элементов следящей системы, страница 7

При работе двигателей постоянного тока следует иметь в виду помехи, создаваемые щетками и влияющие на работу радиотехнического оборудования. В этом случае применяют экранировку и фильтры.

Схемы управления двигателями постоянного тока имеют насколько разновидностей. Это могут быть, в зависимости от мощности двигателя, схемы с различными усилителями, например, с электронными лампами, с тиратронами, с магнитными усилителями и тиристорами.

При помощи тиратронного, транзисторного или тиристорного управления можно плавно изменять скорость электродвигателя, уменьшая ее в 20 раз против номинальной. Существуют специальные схемы, дающие еще более широкий диапазон регулирования скоростей (1:60).

Для уменьшения инерционности работы схем с электродвигателем иногда прибегают к использованию непрерывно вращающегося двигателя, сцепляемого в нужные моменты с регулирующими элементами посредством электромагнитной, фрикционной или какой-либо иной муфты.

Особенно удобной является часто применяемая в последнее время электромагнитная муфта с так называемой магнитной жидкостью. Такая муфта состоит из двух параллельных плоскостей, разделенных небольшим зазором, заполненным смесью масла и тонкого стального порошка. На одной половине помещена катушка, создающая магнитный поток в зазоре между поверхностями. При включении возбуждающей катушки слой стального порошка как бы уплотняется под действием магнитного потока и образует надежное сцепление ведущей и ведомой частей.

При конструировании такого рода муфты следует правильно выбрать «масло–стальную» смесь. Вязкость масла должна быть невелика для уменьшения момента при обесточенной катушке. Поэтому обычно применяется смесь керосина или машинного масла с карбонильным железом. Частицы корбанильного железа имеют размеры порядка 40 мк.

По имеющимся экспериментальным данным, при индукции в зазоре, равной В = 3 000 гс, тангенциальное усилие в зазоре получается около 0,73 кГ на квадратный сантиметр рабочей поверхности.

Переходные процессы в таких муфтах затухают обычно в течение 0,03-0,01 сек.

2. Электродвигатели   переменног о   тока .  В системах автоматического регулирования часто используются асинхронные двигатели, питаемые от однофазной сети. Конструктивно такие двигатели выполняются либо с дополнительной, включаемой через конденсатор, пусковой обмоткой, которая после достижения двигателем нормальной скорости отключается, либо с обмоткой, имеющей конденсатор, создающий постоянный сдвиг фазы по отношению ко второй его обмотке. Дополнительная пусковая обмотка в однофазных двигателях сдвинута по фазе на 900 и обтекается током, сдвинутым по фазе не менее, чем на 300 от тока в рабочей обмотке. При достижении скорости, близкой к синхронной, пусковая обмотка отключается при помощи центробежного выключателя. Если емкость в пусковой обмотке не выключается после пуска, то такой двигатель называется конденсаторным.

Управление режимом двигателя производится изменением напряжения сети или переключением катушек секционированной основной обмотки. При малой мощности применяют двигатели с потоком полюсов, расщепленном при помощи короткозамкнутого витка. Применяется обычно конструктивное выполнение маломощного асинхронного двигателя с тонкостенным ротором.

Особенно широкое применение в качестве исполнительных электродвигателей нашли двухфазные асинхронные (индукционные) двигатели. Такие двигатели хорошо управляются путем изменения напряжения или фазы управляющей обмотки. Изменение скорости (включая реверс) в них может производиться в широких пределах при применении ряда схем с различными усилителями. Двигатели этого типа обладают малой инерцией, особенно при выполнении ротора в виде алюминиевого тонкостенного цилиндра. Асинхронные двухфазные двигатели мощностью до 20 – 30 Вт имеют электромеханическую постоянную времени порядка 0,05 – 0,1 сек при частоте 50 Гц и 0,1 – 0,25 сек при частоте 400 – 500 Гц.