Механическая часть электромеханической системы. Нагрев и охлаждение электродвигателей. Шаговый двигатель как элемент электромеханической системы, страница 11

Рис. 22

Динамические показатели, характеризующие переходные процессы электропривода включают в себя: быстродействие перерегулирование и колебательность. Быстродействие определяет скорость реакции электропривода на изменение воздействия задающего или возмущающего. К задающим воздействиям следует отнести команды органов управления на пуск, торможение, останов, переход с одной скорости на другую. К возмущающим воздействиям следует отнести наброс  или сброс статической нагрузки, изменение момента инерции электропривода, изменение уровня вибрации и т. п.

Рис.  23

Главным показателем быстродействия является время пуска t_п и торможения t_т электропривода. Время пуска t_п – это время, за которое значение регулируемой величины войдет в пятипроцентную зону своего изменения. В этом общем времени переходного процесса может быть:

время запаздывания t_зап – время, в течение которого регулируемая величина достигает определенного уровня, после чего начинается более качественное ее изменение совместно с другими переменными время регулирования t_рег, за которое переменная первый раз достигнет установившегося своего значения,

время достижения переменной своего первого максимального значения t_макс, где она оценивается таким показателем как перерегулирование.

Перерегулировнаие – это отношение максимального отклонения переменной от установившегося значения к ее установившемуся значению. Перерегулирование представляет собой динамическую ошибку работы электропривода. Она влияет на динамическую точность отработки электроприводом заданных значений координаты.

Колебательность (графически) – это количество отклонений переменной за время переходного процесса от ее установившегося значения. Аналитически колебательность оценивается значениями  логарифмических декрементов, соответствующих комплексно-сопряженным корням характеристического уравнения, описывающего переходный процесс системы.

Экономичность регулирования оценивается капитальными затратами и эксплуатационными расходами, использованными на реализацию того или иного способа регулирования. Это должно окупаться повышением производительности, улучшением качества продукции и надежности работы механизма. Значение КПД дает представление об эффективности того или иного способа регулирования и, как известно, вычисляется по формуле  ,где Р₂  – мощность  на валу двигателя, Δр – потери  мощности. Коэффициент мощности, оценивающий потребление нагрузкой реактивной мощности, также является важным экономическим показателем. При известных значениях активной Р_а и реактивной Р_р мощности коэффициент мощности вычисляется по формуле          .

Двигатель постоянного тока независимого возбуждения.

Механическая характеристика двигателя постоянного тока описывается выражением:

  или    ,   где ,

U_я ― напряжение, приложенное к якорю, R_я.Σ = R_я + R_доб ― сопротивление якорной цепи, R_я - сопротивление обмотки якоря, R_доб сопротивление резистора, включенное последовательно обмотке якоря, С_м- коэффициент. Значение коэффициента С_м определяется из выражения механической характеристики для номинального режима с учетом падения напряжения на щетках якоря и того, что М = СФI и

Ф = const:

,

Здесь ΔU_щ = 2…2,7 В  – падение напряжения на щетках электродвигателя. Должны быть рассчитаны и построены естественная и искусственная механические характеристики, определенные способом и диапазоном регулирования скорости (момента) согласно технологическому процессу. Для двигателя постоянного тока независимого возбуждения механические характеристики представляют собой прямую линию. Они могут быть построены по двум точкам. Для естественной характеристики этими точками являются точка идеального холостого хода ω₀ =U_я._ном /С_м (при М = 0) и точка номинального режима ω  = ω_ном :  М = М_ном  = С_м .I_я._ном . Если в справочниках отсутствуют значения R_я и I_я.ном, то они могут определяться по следующим выражениям:

,  .