скорости. Специфические свойства такой схемы связаны с тем, что цри жестком соединении ведомых частей скольжение в муфте н в тормозе St меняется в противоположных направлениях, а токн возбуждения в общем случае регулируются независимо (рис. 3.159) [3.30].

3.8.в. Эдекгромагиитиые синхронные муфты

Электромагнитные синхронные муфты имеют обмотки возбуждения на индукторе и якоре и равное число явно или неявно выраженных полюсов. Взаимодействие по-токосцеплений этих обмоток приводат к возникновению синхронного момента.

Реактивные синхронные муфты , имеют на индукторе лишь зубцовую систему.

В обоих случаях ведущая и ведомая части . муфты стремятся занять вааимное положение, соответствующее минимуму энергии системы (оси встречных зубцов совпадают). В этом положении синхронный момент и пространетвениый угол сдвига осей полюсов равны иулю.

При нагружении ведомой частя внешним моментом последняя отстает на некоторый угод рассогласования 6, прииодяший к воз-иикновеиию синхронного момевта Мснн = -тах sin lA нагрузкой муфта сохраняет CHHxpoHRoie вращение, выходя из синхронизма в точке максимума синхронного момента, в = я/2.

Наибольшее распространение получили два вида сивКроиных муфт: асиихроиноч:ин-хроиные, обладаю1е асинхронным пусковым моментом; муфты с постоиниыми магнитами, имеющие специфическую область применения (механизмы с магнитным зацеплением) 13.37}.

движения в герметичные волости без механического соединения вращающихся частей привода. В муфтах дисковой конструкции с аксиальным зазором герметичная перегородка представляет собой тонкую немагнитную или иетокопроводящуЮ плоскость (рис. 3.160, в).

В муфтах цилиндрической коиструкции герметичная перегородка выполняется в виде тонкого иемагиитного или нетокопроводящего цилиндра (рис. 3.160,6). Для МСМ необходимо, чтобы А1 д;дв< Л!.еи.

Гистерезисные муфты (ЭГМ или МГМ) также относятся-к группе синхронных муфт. Эти муфты внешне подобны видухционным со звездообразным индуктором и цилиндрическим якорем, но выполненным из материала с большими удельными потерями иа пере-магиичиваиие илн покрытым слоем такого материала.

Момент гистерезнсной муфты, Н-м,

АГг-=РРгИг/2я,

где р - число пар полюсов; р - удельные потери- иа гистерезис, Вт/м*; - объем гистерезисиого слоя, м*.

Таким образом, МгМ зависит от скольжения. Физическая причина этого важного свойства заключается в том, что мощность потерь в гистерезвсиом слое пропорциональна частоте перемагиичивання, т. е. сшвьженню.

При идеальном холостом ходе (s = 0) перемагничиваемый объем синхронно и свн- фазио перемещается вместе с полюсами индуктора, отставая от них на угол в с увелн-ченнем нагрузочного момента О < Л! <; М.

При М > Mj. скольжение увеличивается до s= 1.

В гистерезисвых муфтах обыщю существует также дополнительнаи асинхронная

Рис. 3.160. Конструктивнве схемы магввтиов

синхронной муфты. а - дискового типа; 6 - цнлявдркяеского типа; / - ведущая часть; 2 - полюсы; 3 - ведомая чаогы 4 - герметичвав перегородка.

Асинхроиио-синхрониые муфты (ЭАСМ) в пусковых режимах имеют характеристики, подобные характеристикам муфт сколыйения, и максимальный синхронный момент при скольжении, равном нулю.

Синхронные муфты с постояВпыми магнитами (МСМ) в отличие от ЭФМ, ЭПМ, ЭМС применяются не для реализации определенных переходных режимов, а для передачи

Рве. 3.131. Механвческие характерксткки госте-реаненой муфты.

I - гнстерезвеный момент, 2 - полный момент с асинхронной составляющей; 3 -.кривая нагрузочного момента (i, - точка устойчивого - всяа-° хронного режима): 4 - кривая иагруэрчвого момента М < (54 = О - точка устойчивого синхроивого режима); 5 - точка ограничеяив момента при эакалнвавин механизма.

составляющая момента, создаваемая вихревыми токами, наведенными в якоре. Поэтому механическая характеристика такой муфты при /в = const иди возбуждении постоянными магнитами имеет вид, показанный на рис.-3.161.

Список литературы

Благодаря постоянству и стабильности момента гистерезисные муфты удобно применять для ограничения ускореияй, в качестве предохранительных, а также в качестве торумозов или подгормаживаюнщх элементов в приборостроении, измерительной технике, различного рода исполиительиых MiexanHSMBX и т. д.

3.8.7. Источники питания , электромагнитных муфт и элвты управления шив

Для питания ЭМ можно пользюаться любым всточником постоянного напряжения, которое под иагрузкой соответствует яоми-иальиому напряжению дайной муфты. При пндухтявпости ЭМ менее 1,5-2 Ги ва выход выпрямительного моста следует включать конденсаторы емкостью 1000-3000 мкФ в зависимости от значения выпрямленного тока. Для завшты коммуторующих как релейио-контакюриых, так и бесконтактных элементов от пика ЭДС самоиндукции при разрыве тока возбуждения обмотка ЭМ шунтируется цепочкой диод -резистор, Гр = (4 -ь 8) г, стабилитроном нли цепочкой /, Си т. п. При коммутации ЭМ транзисторами предпочтительны источники с малым внутреипим сопротивлением. В случае отсутствия специальных требований к питанию и управлению целесообразно применять серийные источники и бесконтактные логические элементы, при низкой частоте включений - релейяо-ховтакториую аппаратуру. При повышенном внутреннем сопротивлении источника Гвет постоянная времени электрической цепи ЭМ уменьшается в г Нк + 1) Р*з, во во столько нее раз возрастает отиосительио номинального значения иапряженве источника иа коммутирующем элементе в момент отключения тока. Дли быстродействующих ЭМ характерны жесткие требования к фильтрации пульсаций выходного напряжения выпрямителя, ибо малоииерциоииые ЭМ отрабатывают эти пульсации иа выходе. Инерционность цепи возбуждеипя обычно компенсируется питанием от всточвика тока, которьй либо имеет гт ki либо содержит схему, практически обеспечивающую независимость тока от реактивной ЭДС нагрузки [3.26, 3.35]. Инерциовпость массивного магнитопровода ЭМ при этом ие уменьшается; для подавления ее при включении применяют источник импульсиого форсирукяцего иа-пряжбиня, включаемого только ва вршя переходного процесса. Процесс свободного иа-магничиваиия определяется по (3.65). При отключеиии аиалогичный процесс полиостью реализовать обычно ие удается. Минийальиое время ta ограничивается пришлемым значением 1/ф, пиковым током /дни = (1,3-5-2) fmu> ;1родолжительяостью хода якоря (для ЭФМ), а также технико-экономическими соображениями. Для М(нцных ЭМ применяются тиристорные ключи, иногда в сочет тании со специальными схемами питания 13.34].

Список литературы

3.1. Ивавов-СмолевскиЯ В. А. Электрвче-скве машины. - Мх Энергия, 1980. - 928 е.

3.2. См. [13.21.

, 3.3. Вешевевский С. В. Характервстяки дввгателей в электропрвводе. - М.: Энергия, 1977. - 431 с.

3.4. Электроиагнитвые переходные провес-сы в асвихроявом электроприводе / М. М. Соколов, Л. П. Петров, Л. Б. Масавдвлов. В. В. Ладев-эон. - М.: Энергия. 1967. - 199 с.

З.В. Кагавов И. Л. Промышлениан алектро-нвка. - М.: Высшая школа, 1968. - 560 е.

3.6. Шипвлло В. П. Автоматвавровавяый вентильный лехтропрнаод. - М.: Эяергня. 1969. - 400 с.

3.7. Шнпялло tt. П., Сирацв В. В., Булатов .О. Г. Электромагаатвые процессы в быстродействующем реверсивном воином преобразователе. - М.: Госэнерговадат. 1963. - 80 с.

3.8. Хидбурн Дж., Джулвч П. Макро-ЭВМ и макропроцессоры: Пер. с авгл. / Под ред. С. Д. Пашкеева. - М.: Мвр. 1979. - 464 с.

3.9. Тврвсторный электропрваод востовн-него тока / Я. Ю. Солодухо, Р. Э. Беливский и др. - М.: Эвёргня, 1971. - 104 с.

3.10. Гуткнв В. М. Ионаай привод поетовв-H0FO тока. - М.: Эаергвв. 1965. - 466 с.

3.11. Терехов В. М. Элементы систем авто-матиаироваивого электропривода. - М.: МЭИ, 1977. - 80 е.

3.12. jBapcuiA В. А. Раздельное управлевве реверсивными тврвсториыми преобразаватели-НВ. - М.: Энергия. 1973. - 112 е.

3.13. Автоматнавршмввые эямтрепрвводы постоянного тока с шврртно-внпульсвымв преобразователями / М. В. Гольц. А. В. Гтдвевко, В. М. Остреров, Л. А. Шпврлер. - М.: Эвергвв, 1972. - lf2 с.

3.14. Булгвк) А. А. Частотвое утмюлевве аСвихронвыми электродввгателвми. - М,: Наука. 1966. - 297 с.

3.15. Лабувпод В. А. Шевченко f. В.. Ривкив Г. А. Автоаоиные тврвсгорвые вавер-торы. - М.: Энергий, 1967. - 159 е.

3.16. Бедфорд Б., Хофт Р. теория авто-иониых виаерторов: Пер. с авгл. - М.: Эаергвв, 1969. - 280 Ь.

3.17. Тодегов Ю. Г. Автовомвше иваерто-ры. - В кн.: Преобразовательные устройспа в элевтроэивргетнке. - М.: Наука. 1964.-34Й с.

3.18. Андриевко П. Д.. Яцук В. Г. Комплектные тнрвсторвые электроприводы переиеввого тока для регулирования снорости электродвигателей. - В кн.: Проблемы автоматизярюаввого электропрввада. МДНТП. 1974. с. 64-66.

3.19. Преобразоватеэш частоты ва основе автономных цяверторов для электроприводов пе-

SeMeHHOro тока / И. А. Акивьшви, И. А. Автонов I. X. Дацковскиа и др. - М.: Ивформэлектро, 1974. - 39 с

3.20. Арвячвй Г. П., Жемеров Г. Г., Эп-штейв И. И. Тврвсторвые преобразоватвпц чл-стоты для регулируемых электроприводов. - М.: Энергии, 1968. - 128 с.

3.21. Савдлер А. С. Гуснцкий Ю. М. Тврв-сторные вяверторы с широтно-вмпулъеяой модуляцией. - М.: Энергия, 1968. - 94 с.

3.22. Тнристорные циклоконверторы / Б. И. Фираго, В. С. Готовсквй, 3. А. Лнае. - Мвяек: Наука и техивка. 1973. - 290 е.

3.23. Беряштейи И. Я. Тврвсторвые пре-образователв частоты без звева поетоввиога тока. - М.: Эаергоя, 1968. - 88 с.

3.24. Тврвсторвые преобрааователв часты в электропрвводе / А. Я. Бервштейв. Ю. М. Гу сяцквй. А. В. Кудрявцев. Р. С. Сч>бвк1В- М.: Энетгня. 1980. - 327

3.25. ГОСТ 18306-72. Мкгфтм вяектрокарввт-ные с мехаявческой связью. Термины и опредеде-иия.

3.26. Идьачев Я*. Д., Татур О, Н., Фандш*

дер Г. М. Системы с электромагпжтшша яуфгв-MB. - М.: Эиергня. 196В. - 96 е.

3.27. Могялевеквй В. Г. Электромагввтвше жопсошю муфты и тормоза*. - M.i Эвбрпв.

3.28. Помшж В. е.. Ба1вю И. Д. Справочник по муфтам. - Л.: Мавваностовйна. 1974. - 35 с. -

3.29. Тепвнквичвев В. К. Предохранительные устройства от перегрузки станков. - М.: Машиностроение. I9&8. - 110 с.

3.30. Шетннин Т. А. Электропривод с индукционными муфтами и тормозами. - М.: Машиностроение, 1971. - 320 с.

3.31. Ганзбург Л. Б., Федотов А. И. Проектирование электромагнитных и магнитных механизмов. - М.: Машиностроение, 1980.-364 с.

3.32. Поздеев А. Д., Розмаи Я. Б. Электромагнитные муфты и тормоза с массивным якорем. М.: - Госэнергоиздат, 1963.- 104 с.

3.33. Схемы с перемениой структурой и их применение в задачах автоматизации полета / Под ред. Б. Н. Петрова, С. Б. Емельянова. - М.: Наука. 1968.

3.34. Коновалов Г. Ф., Коновалеико О. В. Системы автоматического управления с электромагнитными порошковыми муфтами. - М.: Машиностроение, 1976. - 156 с.

3.35. Леоненко Л. И. Полупроводниковые форсирующие схемы. - М.: Энергия, 1974. - 96 с.

Раздел четвертый СПОСОБЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ

4.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Под регулированием скорости электропривода понимается целенаправленное ее изменение по воле оператора нлн средствами системы автоматического управления (САУ) независимо от момента на валу в соответствии с требованиями, предъявляемыми к закону движения исполнительного органа рабочей машины [4.1].

Регулирование скорости электропривода обеспечивается воздействием на параметры электрических цепей или источников питания. Возможно также регулирование скорости операциями в передачах (см. § 3.8). Для оценки свойств регулируемого электропривода вводится ряд показателей.

ггАпг

Рис. 4.1. К определению понятия статнзма системы регулирования электропривода.

Диапазон регулирования - отношение максимальной скорости при регулировании (Птах к минимальной (ОтЫ {Р С. 4.1), т. е.

Daax/Oimin-

Верхний предел скорости сл ах ограничен механической прочностью якоря (ротора) или элементов кинематической цепи привода. Для двигателей постоянного тока верхний предел скорости иногда ограничивается также коммутационной способностью коллектира.

Нижний предел скорости, как правило, ограничивается возможностью поддержания заданной скорости с необходимой точностью при возмонсных колебаниях момента статической нагрузки на валу двигателя. Здесь под точностью понимается соответствие заданной и действительной скоростей при наибольших

отклонениях момента нагрузки от заданного значения. Очевидно, что для электропривода точность регулирования скорости будет определяться жесткостью механических характеристик. При снижении модуля (абсолютного значения) жесткости будет уменьшаться и точность поддержания скорости. Для оценки точности регулирования можно воспользоваться относительным отклонением скорости от заданного значения

б = А(0тах/<0а. гЛе Шз - заданное значение скорости при регулировании; Д (Итах -наибольшее значение отклонения скорости от заданного значения, обусловленное изменением нагрузки.

На практике для оценки погрешности регулируемой величины используется понятие статизма механической характеристики системы электропривода, под которым Поии-

Рис. 4.2. К определению понятия регулирования скорости.

двапазона

мается отношение изменения скорости двигателя Дозном. показанное на рис. 4.2 и вызванное изменением нагрузки на его валу от идеального холостого хода до номинальной, к скорости холостого хода ар на заданной регулировочной характеристике

8 = ДС0ном/0)0р. (4.1)

Иногда статизм выражают в процентах. В этом случае

S о/ = (Дшном/Моо) 100. (4.2)

Учитывая, что Au) o = Л1ном/1 Р I. можно также записать:

8=Мно /тор I Р . (4.3)

В тех случаях, когда не задана допустимая точность при регулировании, т. е. от-