Оценим механическую характеристику по показателям устойчивости, жесткости и линейности. Если воспользоваться формальным признаком ус­тойчивости , то легко показать, что при устойчи­вая работа двигателя обеспечивается только на участке от до Уча­сток от является неустойчивым. Рабочий диапазон моментов и скоро­стей электроприводов с асинхронными двигателями выбирается в пределах устойчивой части механической характеристики двигателя. Точка номи­нальной нагрузки располагается на рабочем участке таким образом, чтобы перегрузочная способность При малом сопротивлении ротора R₂ критическая скорость , и рабо­чий участок жесткий. Механическая характеристика в целом нелинейная, но ее рабочий участок близок к линейному.

Пуск. Условием пуска двигателя является неравенство , если

это условие выполняется, то при включении двигателя в сеть ротор прихо­дит в движение и разгоняется до установившегося режима. При пуске ток в роторе достигает наибольшего значения (см. 4.5). Соот­ветственно велики пусковые токи и в обмотке статора.

У асинхронных двигателей малой мощности и специальных двигате­лей с повышенным критическим скольжением обычно кратность пускового

42

тельно упрощать кинематическую схему ряда электроприводов, устраняя механические преобразователи вращательного движения в поступательное. Однокоординатный ЛШД можно представить как развернутый на плоскости ШД вращательного типа.

---

На рисунке 5.4 показана схема магнитной системы двухфазного од-нокоординатного ЛШД индукторного типа. Ротор ЛШД (подвижная часть), называемый иногда позиционером, выполнен в виде двух П-образных маг-нитопроводов 2 из электротехнической стали, которые подмагничиваются постоянным магнитом 3. На каждом из магнитопроводов ротора располо­жено по обмотке управления 1. Статор 4 представляет собой плиту из маг-нитомягкого материала, поверхность плиты, обращенная к рото]ру, зубчатая.

Поверхность полюсов ротора также зубчатая. Зубцовые деления

т₂ ротора и статора равны. Зубцы двух полюсов в пределах одного магнито-провода ротора сдвинуты по отношению к зубцам статора на 1 /2 зубцовогс деления, одного магнитопровода по отношению к другому - на 1/4 зубцо-вого деления. В результате зубцы всех полюсов ротора по-разному ориен­тированы относительно зубцов статора, но магнитное сопротивление пото­ку подмагничивания не зависит от перемещения якоря.

51

Важным показателем переходных режимов ( - пуск, реверси-

рование, торможение) является приемистость ШД. Приемистость пуска -это наибольшая частота управляющих импульсов, отрабатываемых шаго­вым электродвигателем без потери шагов при пуске из состояния фиксиро­ванной стоянки под током.

Скачкообразное увеличение частоты управляющих импульсов при пуске от нуля до рабочей частоты приводит к тому, что в начале ротор от­стает от МДС статора под действием момента инерции вращающихся час­тей. По мере ускорения он достигает угловой скорости МДС статора и за счет запасенной кинетической энергии может опередить МДС. Постепенно колебания затухают, и двигатель переходит в установившийся режим. Та­ким образом, в процессе пуска может возникнуть расхождение между чис­лом шагов ротора и МДС статора. Приемистость растет с увеличением синхронизирующего момента, а также с уменьшением шага и момента инерции вращающихся частей; момент трения отрицательно влияет на приемистость.

По аналогии могут быть введены понятия приемистости торможения и реверсирования, их значения несколько отличаются от приемистости пуска.

---

Если пренебречь моментом трения М_Ти рассматривать уравнение рав­новесия моментов на валу ШД при малых углах рассогласования осей ротора и МДС статора, то получим дифференциальное уравнение движения ротора:

(5.4)

В выражении (5.4) - максимальный синхронизирующий мо-

мент; J-момент инерции ротора; - угол поворота МДС статора; -угол поворота ротора. Коэффициент при есть квадрат угловой частоты собственных колебаний ротора (рад/с): . Частота управ-

ляющих импульсов, соответствующая главному резонансу, Ко-

эффициент демпфирования колебаний Dзависит от магнитного потока ро­тора. Наибольший коэффициент демпфирования у ШД активного типа, у реактивных двигателей он близок к нулю.

---

5.2 Особенности конструкции и принципа работы линейного шагового двигателя

Линейные шаговые двигатели (ЛШД) преобразуют импульсную ко­манду непосредственно в линейное перемещение. Это позволяет значи­50

тока и допускается непосредственное включение двигателя в сеть

Если или требуется более сильно ограничить пусковой ток, то при-

ходится применять специальные способы пуска. У двигателей с коротко-замкнутым ротором это в основном способы пуска при пониженном на­пряжении питания. Недостатком способов пуска при пониженном напря­жении является то, что пропорционально квадрату фазного напряжения уменьшается пусковой момент.

Реверсирование двигателя. Изменение направления вращения ро­тора осуществляется изменением направления вращения поля статора. Для этого достаточно поменять местами выводы двух любых фаз.

Торможение двигателя. Для быстрой остановки двигателя могут применяться различные способы электрического торможения: рекупера­тивное, торможение противовключением и динамическое торможение.

Рекуперативное торможение происходит при работе асинхронной машины в режиме генератора параллельно с сетью, т.е. при . На

практике этот режим встречается редко, в основном при переходе с высших угловых скоростей на низшие, например, при изменении числа пар полю­сов или частоты напряжения питания.

Торможение противовключением происходит в том случае, когда магнитное поле статора вращается в одном направлении, а ротор в проти­воположном. При этом угловая скорость ротора и создаваемый двигателем момент имеют противоположные знаки.

Динамическое торможение осуществляется отключением обмотки статора от сети переменного тока и подключением к сети постоянного тока. Возникает неподвижное поле статора, которое наводит ЭДС и токи во вра­

---

щающемся роторе. В результате взаимодействия этих токов с полем стато­ра создается тормозной момент.

Регулирование скорости. Трехфазные асинхронные двигатели ис­пользуют в основном в приводах, не требующих широкого регулирования угловой скорости ротора. Однако в последнее время расширяется примене­ние этих дешевых и надежных двигателей и в регулируемом электроприво­де, в том числе в станках с числовым программным управлением. Основ­ные способы регулирования угловой скорости ротора основаны на измене­нии скорости поля за счет изменения частоты напряжения питания или числа полюсов, т.к.

(4.7)

4?

Изменение числа пар полюсов позволяет дискретно регулировать Для реализации этого способа требуется либо укладывать на статоре не­сколько обмоток с различным p_м, либо выполнять одну обмотку из секций, выведенных на коммутатор. Основным недостатком способа регулирова­ния является ступенчатый характер изменения угловой скорости, число ступеней скорости не превышает 3...4.

Регулирование скорости в ограниченном диапазоне возможно также за счет изменения амплитуды напряжения питания, а у двигателей с кон­тактными кольцами - за счет изменения добавочного сопротивления в цепи ротора.

Однако наиболее перспективным, особенно в системах автоматиче­ского управления, является частотный способ регулирования скорости.

4.2 Унифицированные исполнительные механизмы

с нерегулируемыми трехфазными и однофазными

асинхронными двигателями

Унифицированные исполнительные механизмы с трехфазными и од­нофазными асинхронными двигателями в настоящее время выпускаются в основном с нерегулируемой (постоянной) скоростью движения. Аналогич­ные исполнительные механизмы переменной скорости, у которых регули­рование осуществлялось за счет изменения напряжения или тока в обмот­ках статора с помощью магнитных усилителей, широкого распространения не получили. Объясняется это большими габаритами и массой блока уси­

---

Смотрите также файлы

• Трбие сааты Білімге мтылу,ебексйгіштік жне отаншылды Кні.docx

• Исследование лидерских качеств у женщин руководителей Студент.doc

• Москва 2023 г. Практическое занятие 1 Ответы на вопросы Вопрос 1.docx

• Разде.docx

• Роль цифровизации в учете расчетов по оплате и охране труда.doc