Требования, предъявляемые к исполнительным двигателям

Помимо общих требований (предъявляемых ко всем машинам: малые габариты и вес, дешевизна, высокий КПД, надежность и т.д.), к исполнительным двигателям предъявляются и специфические требования: управляемость двигателя при всех режимах работы (отсутствие самохода), линейность механических и регулировочных характеристик, высокое быстродействие, бесшумность работы, малая мощность управления, отсутствие радиопомех и т.д. Эти требования заставляют в ряде случаев отказываться от традиционных конструкций машин общего применения, что ведет к увеличению габаритов, снижению КПД и т.п.

Самоход исполнительных двигателей. Наибольшая асимметрия магнитного поля в исполнительном двигателе будет иметь место при отсутствии напряжения на обмотке управления. При этом режиме коэффициент сигнала

и ротор не должен вращаться.

При

двигатель может рассматриваться как однофазный. При этом прямое и обратное поля равны по величине, а результирующий вращающий момент равен арифметической разности моментов от прямого

и обратного

полей:

(2.54)

В однофазном двигателе общего применения результирующий момент при пуске равен 0, но в довольно широком диапазоне скоростей (при

) он больше 0 (рис. 2.24а).

б)

а)

Рис.2.24.Зависимости

для однофазного двигателя: а)

; б)

Такой двигатель может работать с некоторой установившейся скоростью, если каким-либо образом его предварительно привести во вращение. Однако, использовать такой двигатель в качестве исполнительного невозможно, так как при

он не останавливается, т. е. теряется управление. Чтобы управление не терялось, необходимо, чтобы момент

был больше

или, в крайнем случае, эти моменты были бы равны между собой. Таким образом, условием отсутствия самохода в области изменения скольжения

является

(2.55)

Зависимости

для прямого и обратного полей одинаковы, но

.
Поэтому полученное условие отсутствия самохода можно записать:

. (2.56)

Это условие выполняется, если

. Исследования показали, что при некоторых параметрах исполнительного двигателя самоход возможен и при

. Практически в исполнительных двигателях

3¸7, что обеспечивает не только отсутствие самохода, но и приближает характеристики к линейному виду.

При изготовлении исполнительных двигателей требуется повышенное внимание к качеству технологических операций, т. к. наличие межвиткового замыкания обмотки статора, а также замыкание между собой пакетов статора может привести к эллиптичности поля машины.

2.4.6. Исполнительный двигатель с амплитудным управлением

Напряжение управления

изменяется только по величине в соответствии с сигналом управления

, оставаясь сдвинутым по фазе на

по отношению к напряжению возбуждения

. Для определения основных свойств двигателя воспользуемся выражениями, полученными при разложении эллиптического поля двухфазной машины на два круговых поля, вращающихся в противоположных направлениях, методом симметричных составляющих. Заменив

на

, можно записать

(2.57)

При амплитудном управлении

; (2.58)

(2.59)

Величину

называют эффективным коэффициентом сигнала.

Токи прямой и обратной последовательностей:

(2.60)

.

Аналогично определяются симметричные составляющие тока в фазе управления:

(2.61)

(2.62)

Сопротивления

определяются как полные сопротивления соответствующих схем замещения (рис. 2.25 а – прямой и рис. 2.25 б – обратной):

Рис.2.25. Схема замещения синхронного двигателя для прямой (а) и обратной (б) последовательностей.

Они отличаются величиной активного сопротивления ротора. Сопротивление ротора зависит от скольжения относительно прямого и обратного магнитных полей. Сопротивление ротора для токов прямой последовательности:

. (2.63)

Для токов обратной последовательности:

, (2.64)

где

(2.65)

- относительная скорость вращения ротора.

Содержание раздела