Міністерство освіти України Національний університет “Львівська політехніка” Кафедра АТ Звіт Про виконання лабораторної роботи №7 ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ МАТЕМАТИЧНИХ МОДЕЛЕЙ Львів – 2006 Мета роботи: дослідження асинхронного двофазного двигуна з порожнистим ротором і двигуна постійного струму з незалежним збудженням. Теоретична частина Виконавчі двигуни призначені для перетворення підведеного до них електричного сигналу в механічне повертання або кутову швидкість вала. Такі двигуни широко використовуються в пристроях автоматики. На рис. 1. показана блок – схема слідкування за положенням жадаючого вала з виконавчим електричним двофазним двигуном.
Рис.1. Задаючи кут
і вихідний кут
система перетворюється перетворювачами П1 і П2 у відповідні напруги
, які порівнюються у вимірному пристрої ВП. Різниця цих напруг
підсилюється за рівнем і потужністю підсилювачем ПП. Вихідна напруга підсилювача подається на обмотку керування виконавчим двигуном. Обмотка збудження двигуна живиться напругою сітки
. При цьому двигун через редуктор (або безпосередньо) змінює значення кута
вихідного вала, до якого приєднане навантаження Н (об’єкт управління). Повертання виконавчого вала буде здійснюватись в напрямку зменшення ризниці кутів до часу зменшення напруги
, яка визначає необхідний пусковий момент двигуна. Кут
при цьому стає рiвним куту в межах заданої точності системи. Основні вимоги, що ставляться до виконавчих двигунів: швидкі i плавні пуск i гальмування зміни напряму обертання (реверсування), широкий діапазон регулювання швидкості; швидкість i напрям обертання двигуна повинні відповідати величині знака напруги керування. В даний час із двигунів змінного струму застосовуються саме виключно асинхронні машини з короткозамкнутим ротором, що мають на статорі дві обмотки К i З, зсунуті у просторі на кут 90 електричних градусів (рис.2).
Рис.2. Обмотка збудження 3 постійно пiд’єднана до напруги
. Обмотка К є обмоткою керування i на неї подається напруга керування
лише тоді, коли потрібно обертати ротор. Для того, щоб при подачі сигналу виник обертовий момент, напруги
i
повинні бути зсунуті по фазi. Цей зсув досягається або безпосередньо у схемі, в якiй працює двигун, або шляхом включення в ланку однiеї з обмоток (звичайно обмотки збудження) фазозсуваючого елемента (як правило, конденсатора), як показано на рис.3.
Рис.3. Напрям обертавння ротора виконавчого двигуна залежить вiд того, яка з двох напруг (збудження чи керування) буде випереджуючою по фазi. На рис.4 показана механiчна характеристика звичайного двигуна промислового типу.
З теорiї асинхронних машин вiдомо, що починаючи зi швидкостi холостого ходу (точка
) механічна характеристика зростає тим стрiмкiше, чим менший при рiзних рiвних умовах активний опiр ротора. Отже, якщо в достатнiй мiрi збiльшити цей опiр, то можна отримати характеристику (див. рис.5).
У цьому випадку вся крива спадаюча i, таким чином, забезпечує стiйку роботу і стiйке регулювання швидкостi вiд холостого ходу до нерухомого стану. На рис.6 показанi механiчнi характеристики двофазного асинхронного двигуна при різних коефiцiєнтах сигналу
. Коефiцiєнтом сигналу називається вiдношення модулiв напруг і керування i мережi
 (1)  Основне рівняння динаміки двигуна має вигляд;
 (2)  Лiнеаризоване рiвняння моменту двигуна:
(3) (4)  Звідки
(5)  Пiсля перетворення отримаємо
(6)   Результати виконання роботи: U,B 30 40 50 60 70 80  n,об/хв. 750 1200 1500 1750 1900 2050   U,B 40 50 60  І,А 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6  n об/хв 1600 1550 1490 1350 1250 1550 1500 1400 1300 1200 1750 1650 1550 1500 1350  M 5 9 12 15 20 5 8 12 15 19 5 9 12 18 22   U,B 70 80  І,А 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6  n об/хв 1900 1800 1750 1650 1550 2050 200 1950 1800 1700  M 6 10 14 20 26 ...