Анализ установившегося движения

Под действием статического момента сопротивления , приведенного к валу двигателя, нерегулируемая скорость двигателя устанавливается с погрешностью

рад/с.

Относительная погрешность на уровне 0,1w_ДВ.ном

,

что значительно превышает допустимое стандартизованное значение D_доп = (2…3) %.

3.4 Импульсное управление исполнительным двигателем

Импульсное управление угловой скоростью исполнительного двигателя характеризуется простотой управления, помехозащищенностью и стойкостью к перегрузкам двигателя. Для его реализации разработаны эффективные силовые преобразователи, использующие мощные полупроводниковые ключи для передачи и преобразования электрической энергии от источника питания к двигателю.

Сущность импульсного управления состоит в том, что среднее значение напряжения U_ДВ на якорной обмотке двигателя постоянного тока регулируется путем изменения соотношения длительности включенного и отключенного состояний полупроводниковых ключей.

На рисунке 3.7 показаны графики напряжения U_ДВ в виде прямоугольных однополярных импульсов длительностью t и эпюры электрического тока i_Я при установившемся режиме. Видно, что импульсный характер напряжения U_ДВ приводит к пульсациям электрического тока, а следовательно, к пульсациям вращающего момента и угловой скорости двигателя в интервале периода Т_К импульсного напряжения на якорной обмотке.

Размах колебаний зависит от частоты следования импульсов f_К = 1/ Т_К. Чем выше частота переключения полупроводниковых ключей, тем меньше размах пульсаций угловой скорости. В современных локальных системах обычно применяют силовые преобразователи с частотой коммутации f_К = 2…20 кГц.

Рисунок 3.7

Импульсный силовой преобразователь выбирают по его выходной мощности и напряжению, необходимым для управления двигателем в заданных режимах движения.

Напряжение на выходе преобразователя определяется необходимостью получения максимальной частоты вращения вала двигателя:

. (3.34)

Выходная мощность преобразователя должна удовлетворять условию

. (3.35)

Из нескольких, приблизительно равных по мощности силовых преобразователей следует выбирать тот преобразователь, у которого наибольший КПД как основной показатель экономичности с точки зрения соотношения между отдаваемой двигателю и потребляемой от источника электропитания энергией.

В зависимости от схемы преобразователя и уровня преобразуемой мощности КПД различных преобразователей лежат в пределах от 80 до 95 %.