logo
Все ответы шпоры госы

Двигатель постоянного тока как элемент автоматики. Принципиальная схема, основные уравнения движения

Принципиальная схема включения ДПТ

БП — блок питания, вырабатывающий постоянное напряжение; Я — якорь ДПТ; ОВ — обмотка независимого возбуждения; U, В - постоянное напряжение на выходного блока питания; , рад/с — угловая скорость вращения якоря; М, Н·м — момент внешней нагрузки; Мд,Н·м — момент двигателя.

Когда внешний момент равен нулю, т.е. M=0. Под действием напряжения U в якоре протекает ток Iя. Ток взаимодействует с магнитным полем ОВ и вызывает возникновение вращающего момента двигателя Мд. Момент пропорционален току якоря Iя имеет направление, зависящее от полярности напряжения U. При вращении якоря в его обмотке наводится эдс самоиндукции Е, которая противоположна по направлению напряжению U

Если к якорю приложить внешний момент M, то необходимо, чтобы момент двигателя Мд был больше значения внешнего момента М в момент пуска. Чем выше скорость вращения якоря ω тем будет больше эдс Е, зависящая от частоты ω. С увеличением частоты вращения ω уменьшается ток якоря Iя, и разгон прекращается, когда момент Мд оказывается равным внешнему моменту М .

Д инамическое уравнение вращения ДПТ: .

Момент двигателя Мд пропорционален току якоря, Мд=СяIя.

Jд, кг∙м— момент инерции ДПТ; См, Н∙м/А — механическая постоянная (зависит от конструкции двигателя). Электрические процессы в якорной цепи, показанной на рис, включает активное сопротивление Rя, индуктивность Lя и эдс Е якоря.

Найдем полное операторное сопротивление якорной цепи zя(р)=Rя+Lяр, где Rя, Ом-активное сопротивление, Lя, Гн - индуктивность якорной обмотки, - оператор дифференцирования.

О ператорное значение тока якоря Iя(р) определяется выражением или Обозначим: — коэффициент передачи якоря; — электромагнитная постоянная времени якоря. Можно записать передаточную функцию якорной цепи .

Э лектродвижущая сила якорной обмотки пропорциональна скорости вращения ω, т.е. E=Ceω, Ce — электрическая постоянная времени ДПТ.

Полная математическая модель ДПТ

Первое верхнее звено - уравнение механического движения; второе верхнее - процесс возникновения противоэдс; второе нижнее - электрические процессы в якорной цепи; третье - возникновение механического момента ДПТ.

  1.