Изпълнителни двигатели с постоянен ток и тахогенератори

DC изпълнителни двигатели

Изпълнителните двигатели с постоянен ток са машини с ниска мощност, използвани в автоматизацията и телемеханиката, в автоматични системи за управление, регулиране и управление на автоматизирани инсталации, където преобразуват електрическия сигнал на измервателното устройство — управляващо напрежение — в ъглово движение на вала, за да повлияят на управлението , регулиращ или контролен апарат … В случаите, когато входящият сигнал е недостатъчен за задвижване на задвижващия двигател, се използва магнитен или полупроводников усилвател на мощност.

Задвижващите двигатели обикновено работят с чести пускания, спиране и обръщане. Те се отличават със значителен начален въртящ момент и скорост. В повечето случаи зависимостите на въртящия момент и скоростта на котвата от управляващото напрежение са близки до линейни.

В зависимост от системата за захранване на електрическите вериги се прави разлика между задвижващи двигатели, управлявани от котва и полюсно управлявани. При управление на котвата контролната намотка е намотката на котвата, във връзка с която управляващото напрежение се подава към неговите клеми, а постоянният ток на възбуждане осигурява независим източник на електрическа енергия с постоянно напрежение. В случай на полюсно управление, контролната намотка служи като намотка за възбуждане на основните полюси и управляващото напрежение се подава към нейните клеми, а напрежението на клемите на котвата, зададено от независим източник на DC напрежение, остава непроменено.

Обикновено се използва анкерно кормилно управление. Обръщането на полярността на управляващото напрежение причинява обратната посока на въртене на котвата.

Изпълнителните двигатели с постоянен ток се произвеждат с номинална мощност от част от ват до 600 W от нормални и специални конструкции.

Двигателите с нормален дизайн са подобни на машините с постоянен ток за обща употреба, но се различават от тях по това, че рамката с основните стълбове, подобно на арматурата, е сглобена от тънки листове от електрическа стомана, изолирани един от друг, което подобрява свойствата на тези машини в преходни условия. Освен това в тези машини няма допълнителни полюси, тъй като реакцията на котвата е малка и процесите на превключване са напълно задоволителни. Тъй като скоростта на котвата е ниска, на вала на такива двигатели няма вентилатор.

Двигателите със специална конструкция включват магнитоелектрически машини с възбуждане на основното магнитно поле с помощта на постоянни магнити, както и машини с ниска инерция, които се различават по конструкцията на котвата. Последните включват: двигатели с куха немагнитна арматура-куха тънкостенна пластмасова цилиндър с притисната намотка от медна жица с вътрешна неподвижна феромагнитна магнитна верига, монтирана на лагерен щит, и по-малко издръжливи двигатели с диск арматура-тънък немагнитен диск, изработен от керамика, текстолит, стъкло, а понякога и от алуминий с отпечатана намотка, представляващ набор от проводници от медно фолио, радиално разположени от двете страни на диска, по които се плъзгат сребърно-графитни четки.Посочените конструкции се отличават с нисък момент на инерция на котвата, което осигурява висока скорост на изпълнителния двигател.

Масата на изпълнителните двигатели с постоянен ток е 2 — 4 пъти по -малка от масата на асинхронните изпълнителни двигатели със същата номинална мощност, а ефективността им при номинална мощност 5 … 10 W е около 0,3 и достига стойност от 0,65 и малко по -висока за двигатели с номинална мощност 200 — 300 W.

DC тахогенератори

DC тахогенераторите са машини с ниска мощност, предназначени да преобразуват механична стойност в електрически сигнал — изходно напрежение. По -специално, те се използват за управление и измерване на скоростта на вала на задвижващия механизъм, към който е свързан валът на тахогенератора, чиито скоби за котва са свързани към измервателното устройство. В допълнение, тахогенераторите се използват в електромеханични изчислителни устройства за извършване на изчислителни операции, както и в устройства за автоматична обработка на генерирани ускоряващи и демпфиращи сигнали.

Тахогенераторите са магнитоелектрични с възбуждане на основното магнитно поле посредством постоянни магнити и електродинамични с електромагнитно възбуждане, дължащо се на магнитното поле. възбуждаща намотка, захранвана от независим източник на DC напрежение.

Изходното напрежение на тахогенератора в режим на празен ход се променя линейно в зависимост от скоростта на котвата и при натоварване тази линейност е донякъде нарушена и колкото повече, толкова по-малко съпротивление притежава измервателното устройство, свързано към скобите на котвата. Независимо от това, за всеки тахогенератор има относително малък диапазон от измерени скорости, в рамките на който при определено достатъчно голямо съпротивление на измервателното устройство и постоянни условия на веригата за възбуждане, изходната характеристика може да се счита за практически линейна.

Схема за включване на тахогенератор на постоянен ток на независимо възбуждане

Значителен недостатък на тахогенераторите с постоянен ток е вълнението на изходното напрежение поради лека периодична промяна в магнитния поток поради неравномерната въздушна междина и неравностойната проводимост на котвата в различни радиални посоки, включително тези, причинени от зъбната конструкция на нейния магнитна верига, както и поради вибрациите на четките, неравностите и елиптичността на колектора и процесите на превключване — елиминиран до голяма степен в тахогенератор с куха арматура, който е проектиран по същия начин като нискоинерционен DC изпълнителен двигател подобна арматура.

Неточността на инсталирането на четките по геометричната неутралност на колектора на тахометъра води до асиметрия на изходното напрежение, т.е. до генериране на две различни напрежения в намотката на котвата в противоположни посоки на нейното въртене със същата скорост. При правилното подреждане на четките асиметрията на напрежението е в диапазона от 0,3 до 1% от номиналното напрежение на тахогенератора.