Призначення виконавчих двигунів і вимоги, які до них предявляються

Виконавчі двигуни призначені для перетворення керуючого електричного сигналу в кутове механічне переміщення вала в системах автоматики. Такі двигуни працюють в умовах частих пусків і зупинок, тому що сигнал керування систематично змінюється відповідно до закону регулювання. Виконавчі двигуни іноді називають керованими.

В системах автоматики застосовують виконавчі двигуни трьох видів — постійного струму, асинхронні і крокові. За характером роботи виконавчі двигуни поділяються на двигуни неперервної і дискретної дії.

У виконавчих двигунах неперервної дії кутове переміщення (обертання) вала відбувається протягом усього часу дії керуючого сигналу, при цьому частота обертання вала залежить від параметрів цього сигналу (амплітуди, фази). До виконавчих двигунів неперервної дії відносяться двигуни постійного струму і асинхронні.

У виконавчих двигунах дискретної дії кутове переміщення вала відбувається стрибками, тобто при надходженні керуючого сигналу на обмотку двигуна вал повертається на визначений кут незалежно від тривалості дії цього сигналу. До виконавчих двигунів дискретної дії відносяться крокові двигуни.

Специфічні умови роботи виконавчих двигунів визначають вимоги, які пред’являються до них: відсутність самоходу (при закінченні керуючого сигналу ротор двигуна повинен зупинитися); мінімальна криволінійність механічних і регулюючих характеристик, що забезпечить стійку роботу двигуна в широкому діапазоні частот обертання; надійність і економічність способів керування; швидкодія (малоінерційність), тобто мінімальний час розгону ротора до сталої частоти обертання; мінімальна напруга початку руху — мінімальне значення керуючого сигналу, що викликає обертання ротора двигуна.

При вирішенні питання про доцільність застосування двигуна в якості виконавчого виходять з того, в якій мірі він задовільняє перераховані вимоги. Крім того, виконавчі двигуни повинні задовільняти загальні вимоги, що пред’являються до електричних машин загального призначення: мінімальні габаритні розміри і маса, високі експлуатаційні показники (надійність, ККД, коефіцієнт потужності), зручність і безпека обслуговування, відповідність кліматичним умовам і т.п.

Специфіка вимог, які пред’являються до виконавчих двигунів, привела до необхідності створення спеціальних конструкцій цих двигунів (двигуни наскрізної конструкції, із пустотілим або дисковим якорем).

Для зручності порівняння властивостей виконавчих двигунів, що відріз-няються потужністю, принципом дії і способом керування, використовують відносні значення основних параметрів: моменту m = М/Мб, частоти обертання n = n/nб, напруги керуючого сигналу a = Uк/Uб і механічної потужності р2 = mn. Тут Mб,, nб і Uб - величина моменту, частоти обертання і напруги, прийняті при розрахунку відносних величин за базові.

При оцінці експлуатаційних властивостей виконавчих двигунів неперервної дії користуються наступними характеристиками.

Механічні характеристики - залежність електромагнітного моменту від частоти обертання m = f(n) при напрузі керування (коефіцієнті сигналу) a = const; як правило, ці характеристики будують для ряду значень коефіцієнта сигналу a = 0.25; 0.50; 0.75 і 1.0, отримуючи таким чином сімейство механічних характеристик, побудованих в одній системі координат.

Регулювальні характеристики - залежність частоти обертання від напруги керування (коефіцієнта сигналу) n = f(a) при електромагнітному моменті m = const; побудувавши ці характеристики для ряду значень моменту m = 0.25; 0.50; 0.75 і 1.0, отримують сімейство регулювальних характеристик.

Залежність повної механічної потужності від частоти обертання p2 = f(n) при a = const; побудувавши ці характеристики для значень коефіцієнта сигналу a = 0.25; 0.50; 0.75 і 1.0, отримують сімейство характеристик механічної потужності.

Васюра А.С. – книга “Електромашинні елементи та пристрої систем управління і автоматики”

Оставьте комментарий к статье