Структурная схема обобщенной электромеханической системы с линеаризованной механической характеристикой

Анализируя электромеханические свойства двигателей различного вида, можно установить, что при определенных условиях механические характеристики принципиально разнотипных двигателей описываются идентичными уравнениями. Соответственно в этих границах аналогичны и основные электромеханические свойства двигателей, что создает предпосылки для обобщенного изучения динамики электромеханических систем.

Возможность такого обобщения вытекает из сравнения уравнений динамической жесткости для двигателей с независимым возбуждением, с последо-

вательным возбуждением при линеаризации в окрестности точки статического равновесия и асинхронного двигателя при линеаризации рабочего участка характе-

ристики при питании от источника напряжения. Все эти уравнения аналогичны по форме и отличаются только выражениями статической жесткости β и электромагнитной постоянной времени Т_Э (или Т_Я). Следовательно, распространив обозначение Т_Э на двигатели постоянного тока (Т_Э = Т_Я), получим следующую форму записи уравнений динамики линеаризованных электромеханических систем:

(1 + T_Э p)M = β(ω₀ - ω₁);

M – c₁₂(φ₁ - φ₂) – M_С1 = J₁pω₁; (4.1)

c₁₂(φ₁ - φ₂) – M_С1 = J₁pω₁

Уравнения 4.1 являются обобщенным уравнениями динамики электромеханической системы с упругой передачей и с двигателем, обладающим линейной или линеаризованной механической характеристикой, жесткость которой описывается передаточной функцией апериодического звена с коэффициентом β и постоянной времени Т_Э: β_ДИН(р) = - β / (1 + Т_Э р). (4.2)

 

Уравнениям 4.1 соответствует структурная схема на рис 4.1.

 

Переменными и параметрами ДПТ с независимым возбуждением будут:

(4.3)

 

 

А для асинхронного двигателя при линеаризации рабочего участка механической характеристики в области s < sk

 

ω₀ = 2πf₁ / p; β = 2M_k/ω₀s_k; T_Э=1/ω_0эл.номs_k. (4.4)

 

Обобщенная электромеханическая система с механической характеристикой, описываемой линейным дифференциальным уравнением первого порядка, является основным объектом изучения теории управления. Она правильно отражает основные закономерности

свойственные реальным нелинейным электромеханическим системам в режимах допустимых отклонений от статического состояния, благодаря простоте обеспечивает возможность обобщенного анализа этих закономерностей методами теории автоматического управления.