Системы управления электромеханическими объектами. Система управления «магнитный усилитель – двигатель», страница 6

Установка позволяет снять экспериментально механическую характеристику АДП при различных напряжениях управления (рис. 4.4) в координатах U_ТГ = f(I_я), где U_ТГ ‑ напряжение тахогенератора, I_я ‑ ток якоря тормозящего двигателя постоянного тока, в качестве которого используется дополнительный ДПТ типа СЛ 329.

Переход к основным величинам может быть произведен через коэффициенты Кэм тахогенератора ТД-102 и ДПТ.

;   

Из выражений (4.2) и (4.3) можно получить формулу линеаризованной статической характеристики двигателя в виде

Рис. 4.4. Нагрузочные характеристики АДП в системе без обратной связи

АДП-362

Номинальная частота вращения                         n, об/мин ‑ 1950

Частота вращения холостого хода                     n, об/мин ‑ 2650

Номинальный вращающий момент                   M_н, Н·см ‑ 9,5

Пусковой момент                                                M_пном, Н·см ‑ 17

Номинальное напряжение управления              U_ун, В ‑ 120

Момент инерции                                                  J, кг·см² ‑ 0,4

ТД-102

Коэффициент передачи K_эмтг, Н·м / А, В·с        0,5

Момент инерции J_тг, кг·см²                                0,15

СЛ 329

Коэффициент передачи K_эмтд , Н·м / А, В·с       0,045

Момент инерции J_тд, кг·с²                                   0,3

Для замкнутой системы автоматического регулирования (с обратной связью) имеем

;                                                          (4.6)

,                                               (4.7)

где K_ос = 0,1b (b = 0 ‑ 1 в зависимости от положения движка потенциометра).

Подставляя (4.7) в (4.6) в вычисленное выражение в (4.5), получим выражение для механической характеристики двигателя в системе с обратной  связью

, где K_т ‑ коэффициент усиления тиристорной схемы, а K_у ‑ коэффициент усиления предварительного усилителя.

Как видно из рис. 4.5, механическая характеристика двигателя в замкнутой системе становится более жесткой (менее зависящей от момента).

Увеличение жесткости механической характеристики объясняется тем, что при повышении нагрузки двигателя и снижении его частоты вращения система регулирования автоматически повышает напряжение на обмотке управления двигателя, как показано на рис. 4.6, что частично компенсирует снижение частоты вращения от нагрузки.

Программа работы

1. Пользуясь справочными данными, построить механическую характеристику АДП по трем точкам, как показано на рис. 4.1, б. Вычислить статические и динамические параметры двигателя: K_U, K_w, T_M. Написать выражение для передаточной функции двигателя (4.4).

2. В разомкнутой системе снять статические характеристики АДП (рис. 4.4) w = f(M) и w = f(U_y), сравнить их с построенными в п.1.

3. Снять временные диаграммы работы системы управления (рис. 4.3). При K_у = 1снять зависимость U_y = f(U_вх) и определить K_т.

4. Построить расчетным путем, пользуясь выражением (4.8), статическую характеристику система регулирования с обратной связью (рис. 4.5).

5. Снять статические характеристики замкнутой системы (рис. 4.5) w = f(M); U_y = f(M).

6. Снять переходные характеристики двигателя в системе без обратной связи и с обратной связью. Определить T_м и сравнить с расчетным значением.

5. Исследование редукторного шагового двигателя

Общие положения

Редукторные шаговые двигатели (ШД) имеют зубчатый ротор из магнитомягкого ферромагнетика и зубчатые полюса на статоре, что позволяет получать малый шаг, равный единицам и долям градуса, так как в этом случае шаг двигателя вычисляется по формуле

,                                                                        (5.1)

где z_р – количество зубцов на роторе; m ‑ количество полюсов (фаз) на статоре.