Пример 4.2
Двигатель постоянного тока (рис. 4.18).
Рис. 4.18 Двигатель постоянного тока Рассмотрим отдельно электрическую и механическую части электрического двигателя. Входной величиной здесь является напряжение, а выходной - частота вращения вала двигателя ω. Под влиянием напряжения, через обмотку якоря протекает ток i, который, взаимодействуя с магнитным полем возбуждения Ф, создает на валу электродвигателя движущий момент: M = c × i, (4.1) где с - коэффициент, зависящий от конструкции двигателя. При вращении якоря в магнитном поле в нем возникает ЭДС: e = c × i. (4.2) Она направлена против питающего напряжения U и поэтому вызывает уме-ньшение тока i. Коэффициент пропорциональности С в формулах (4.1) и (4.2) зависит от конструкции двигателя и силы магнитного поля Ф. Рассмотрим схему замещения якорной цепи двигателя при индуктивности якоря Lя = 0 (рис.4.19). Внешнее напряжение U уравновешивается суммой падения напряжения UR на омическом сопротивлении R якоря U и ЭДС e. Следовательно, можно записать: U - e =UR.
Рис. 4.19. Схема замещения Зная величину UR, можно определить ток i, а ток i определяет момент M на валу двигателя, последний, в свою очередь, связан с частотой вращения урав-нением движения:
Определив ω - найдем ЭДС е. Рассмотренную причинно-следственную связь физических величин представим сетью связей (рис.4.20).
Рис. 4.20 В соответствии с сетью связей, запишем физические зависимости и следующие из них передаточные функции:
Сопоставив полученные выражения для передаточных функций с сетью связей, легко построить структурную схему двигателя (рис.21).
Рис.4.21. Структурная схема двигателя
|
(4.3)
