Учебное пособие: Электронные генераторы: мультивибратор. Назначение, принцип действия, применение
Из первых четырех уравнений получим уравнение механической характеристики:
Поскольку применяемые в системах автоматического управления двигатели являются управляемыми, различают два типа управления двигателями постоянного тока - якорное управление и полюсное управление.
При якорном управлении производится изменение напряжения, подаваемого в якорную цепь без изменения возбуждения. При полюсном управлении, наоборот, меняется поле возбуждения путем изменения тока в обмотках главных полюсов iB . Для расширения диапазона управления применяют также комбинированное управление.
При полюсном управлении ФB =const, поэтому уравнение механической характеристики согласно будет иметь вид:
Графически эта характеристика при фиксированном напряжении на двигателе представляет собой прямую, пересекающую координатные оси в точках ω0 и MК.З. (см. ), где ω0 - частота вращения холостого хода, а MК.З. - момент короткого замыкания, когда ротор двигателя неподвижен.
Рис. 5-6а. Статическая характеристика ДПТ.
Электрическая машина работает в режиме двигателя при 0<M<MК.З. , при M>MК.З. происходит вращение двигателя в противоположную сторону под действием внешнего момента - машина работает в режиме тормоза (режим противовключения), при ω>ω0 машина работает в режиме генератора на сеть, имеющую напряжение UH .
Рис. 5-6б. Статическая характеристика ДПТ.
Механические характеристики при различных напряжениях питания двигателя выглядят, как семейство прямых, показанных на . Часто их строят в функции тока якоря IЯ , тогда аналитическое выражение для механических характеристик примет вид:
,
откуда видно, что падение скорости при нагрузке двигателя зависит исключительно от сопротивления якорной цепи RЯ .
Кроме механических, существуют регулировочные характеристики. Для якорного управления это зависимость частоты вращения от напряжения питания UДВ . Вид этих характеристик показан на , где UТР - напряжение трогания двигателя.
Регулировочная характеристика для полюсного управления может быть получена из при UДВ =const.
Рис. 5-6в. Статическая характеристика ДПТ.
Вид этих характеристик при различных нагрузках показан на .
Рис. 5-6г. Статическая характеристика ДПТ.
Для холостого хода, когда M=0, эта характеристика имеет вид гиперболы
Двигатель постоянного тока как динамическая система описывается следующими уравнениями в операторной форме:
На основании этих уравнений может быть построена структурная схема двигателя как динамической системы ().
Рис. 5-7а. Структурная схема ДПТ.