Контрольное задание: 1. Датчик угла на основе синусно – косинусного вращающегося трансформатора

Министерство общего и профессионального
образования Российской Федерации

Факультет: автоматика и электромеханика

Контрольная работа по дисциплине:

Элементы систем автоматики

Контрольное задание: 1. Датчик угла на основе синусно –

косинусного вращающегося трансформатора.

2. Исполнительные устройства

автоматики постоянного тока.

Выполнил: __________

(Подпись, дата)

группа

№ зачетной книжки

вариант №

Проверил: ___________.

(Подпись, дата)

2006

ЛИТЕРАТУРА

1.  , . автоматическое управление электроприводами. М.:Высшая школа, 1979 – 318 с.

2.  . Электрические аппараты. Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1988. – 720 с.

3.  . Электрический привод. Учебник для вузов. М.: РАСХН, 2003. – 320с.

4.  , . Справочник по автоматизированному электроприводу. М.: Энергоатомиздат, 1983. – 616 с.

В контрольной работе рассмотрен датчик угла на основе синусно – косинусного вращающегося трансформатора.

Приведена схема синусно – косинусного ВТ (СКВТ), также рассмотрен принцип его работы.

Также в данной работе приведены исполнительные устройства автоматики постоянного тока.

К электрическим исполнительным устройствам автоматики постоянного тока относятся: электромагнитные реле, контакторы, электромагнитные клапаны и электродвигатели.

Рассмотрены структурные схемы, принципы работы и методы расчетов электромагнитных реле, контакторов, электромагнитных клапанов и электродвигателей постоянного тока.

Для примера – представлено рассмотрение электродвигателя постоянного тока.

Наиболее широкое применение в электроприводе промышленных установок находят двигатели постоянного тока с независимым, смешанным и последовательным возбуждением. Двигатели постоянного тока используются в электроприводе механизмов, требующих по технологическим условиям регулирования скорости. При этом двигатели со смешанным и последовательным возбуждением, как правило, применяются в разомкнутых системах электропривода. Двигатели с независимым возбуждением в настоящее время являются основой замкнутых систем регулируемого электропривода и наиболее широко используются в массовых тиристорных электроприводах постоянного тока.

Двигатель постоянного тока с независимым возбуждением имеет обмотку якоря и обмотку возбуждения, которые в общем случае получают питание от независимых источников постоянного тока. Необходимым условием непрерывного процесса электромеханического преобразования энергии является протекание переменных токов хотя бы по части обмоток машины. Выполнение этого условия в машине постоянного тока обеспечивается работой коллектора, коммутирующего постоянный ток, поступающий в якорную обмотку со стороны источника питания, с частотой ωэл, равной электрической скорости ротора.

На рисунке представлена модель двигателя постоянного тока с независимым возбуждением.

β iB

+

OB uB

-

ОЯ ω ДП КО α

iЯ

uЯ

Рис.

В рассматриваемой модели МДС статора создается постоянным током возбуждения iB, она ориентирована по оси β и неподвижна в пространстве. Якорная обмотка обтекается постоянным током iЯ и создает поле, неподвижное в пространстве и направленное по оси α, совпадающей с осью щеток двигателя. В реальной машине по оси щеток направлены также МДС обмоток дополнительных полюсов ДП и компенсационной обмотки КО. Данные обмотки непосредственно в процессе электромеханического преобразования энергии не участвуют. Обмотка ДП обтекается током якоря и обеспечивает вблизи оси щеток α , т. е.в зоне, где осуществляется коммутация тока в проводниках обмотки якоря, магнитное поле такого направления и значения, при котором процессы коммутации протекают наиболее благоприятно. Компенсационная обмотка КО является распределенной обмоткой, закладываемой в пазы на главных полюсах аналогично якорной обмотке. Вследствие протекания по ней тока якорной цепи она создает она создает МДС, компенсирующую МДС реакции якоря по поперечной оси α. В машинах без компенсационной обмотки эта реакция якоря искажает форму поля под главными полюсами и в связи с насыщением магнитопровода создает размагничивающую продольную составляющую. Благодаря действию КО влияние поперечной реакции якоря на поле главных полюсов существенно уменьшается.

Режимы работы двигателей постоянного тока.

Естественная механическая характеристика двигателя постоянного тока с независимым возбуждением показана на рис.

ω

ω>ω0 ω0

рекуперативное

генераторное двигательный

торможение режим

0 М

Рис..

Жесткость естественной механической характеристики β равна

Механические характеристики представляют собой прямые, пересекающие ось ординат в точке идеального холостого хода ω0 величина которой равна

Уравнения двигателя постоянного тока независимого возбуждения. В обще случае справедливо:

(3.1),[4.с.34].

совместное решение уравнений системы (3.1),[4.c.34] относительно скорости ω и момента М при с=const, Mc=const приводит к уравнениям:

(3.2),[4.c.35].

где – = ω0 – угловая скорость идеального холостого хода.

= МДин – динамическая составляющая момента, вызванная изменением питающего якорь напряжения.

Т Я=L/r – электромагнитная постоянная времени якорной цепи.

ТМ = Jr/c2 – электромеханическая постоянная времени.

Уравнения (3.2) в операторной форме при нулевых начальных условиях записываются в виде:

(3.3),[4.c.35].

Передаточная функция ДПТ НВ при возмущении по управлению:

при возмущении по нагрузке:

здесь kД = 1/с.

c

Структурная схема ДПТ НВ

E Mc

M ω φ

U U – E M - Mc