по дисциплине: Введение в специальность на тему: «Исполнительные органы автоматических систем»

Министерство образования и науки РФ

Невинномысский технологический институт

Северо-Кавказский государственный технический университет

Факультет: автоматики и информатики

Кафедра: электропривода и автоматики

Реферат

по дисциплине: Введение в специальность

на тему: «Исполнительные органы автоматических систем»

Выполнил: студент 2 курса, гр. ЭПАЗ-041

Александров Р.Б.

Проверил: Ефанов В.М.

Невинномысск, 2005 г.

СОДЕРЖАНИЕ

1. ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ОРГАНЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ. ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ... 3

1.1. Гидравлические ИМ... 4

1.2. Пневматические ИМ. 4

1.3. Электродвигательные ИМ. 4

1.4. Электромагнитные ИМ. 7

2. РЕГУЛИРУЮЩИЕ ОРГАНЫ... 8

3. АНАЛОГОВЫЕ ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКИЕ И ПНЕВМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ.. 11

4. ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В СИСТЕМАХ ЧИСЛОВОГО ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ И В РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСАХ.. 14

5. Список используемой литературы... 16

1. ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ОРГАНЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ. ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ

Устройство, преобразующее управляющий сигнал регулятора в перемещение РО, называют исполнительным механизмом. Такое устройство обычно состоит из исполнительного двигателя, пере­даточного или преобразующего узла (например, редуктора), а так­же систем защиты, контроля и сигнализации положения выходно­го элемента, блокировки и отключения. Передаточная функция ИМ входит в ПФ регулятора, и потому ИМ должен обладать дос­таточным быстродействием и точностью, с тем чтобы осуществ­лять перемещение РО с возможно меньшим искажением закона регулирования.

Наиболее характерна классификация ИМ по виду потребляе­мой энергии (табл. 1) на гидравлические, пневматические и электродвигательные или электромагнитные.

Гидравлические ИМ. Они состоят из управляющего и исполни­тельного элементов. Обычный вариант первого элемента — золот­ник, второго — гидроцилиндр. Последний, в свою очередь, реали­зует поступательное (а) или вращательное (б) движение выходного

Табл. 1 Исполнительные механизмы.

вала (табл. 1). В гидравлических ИМ входная величина — переме­щение управляющего устройства или давление жидкости на пор­шень р, а выходная — перемещение (поворот) выходного вала S

Постоянная времени реального гидравлического ИМ при больших скоростях перемещения поршня сильно возрастает, что объясняется резким увеличением сил поршня вязкого трения, но все-таки с достаточной точностью его характеристики совпадают с характеристиками интегрирующего звена, постоянная времени которого прямо пропорциональна площади поршня и обратно пропорциональна , где p1
и p2
— давление нагнетания и слива рабочей жидкости.

1.1. Гидравлические ИМ
обладают очень большим быстродействи­ем и выходной мощностью, и потому их применяют в системах автоматизации мобильных сельскохозяйственных машин и агре­гатов.

1.2. Пневматические ИМ
. По устройству аналогичны гидравличес­ким. Они получили широкое распространение благодаря высокой надежности, простоте конструкции и возможности получения до­статочно больших усилий.

Крутизна статической характеристики пневматического ИМ находится в прямой зависимости от площади мембраны и в об­ратной — от коэффициента жесткости пружины (несколько возрастает по мере ее сжатия). Соответственно, при малых из­менениях выходного параметра S динамику механизма можно представить характеристиками безынерционного звена, причем коэффициент передачи которого несколько убывает с увеличе­нием S.

Общие недостатки пневматических и гидравлических ИМ — сложность операций по их наладке и, главное, необходимость специальных компрессорных (насосных) установок для их пита­ния.

1.3. Электродвигательные ИМ
. В них используют электродвигате­ли постоянного и переменного тока, в том числе асинхронные двухфазные с полым ротором, с конденсаторами в цепи обмот­ки управления, а также асинхронные трехфазные двигатели. Исполнительные двигатели постоянного тока имеют независи­мое возбуждение или возбуждение от постоянных магнитов. Управляют этими двигателями, изменяя напряжение на якоре или на обмотке возбуждения (якорное или полюсное управле­ние).

В большинстве конструкций электрических ИМ применяют двухфазные и трехфазные асинхронные двигатели.

Асинхронный двухфазный двигатель приближенно можно рас­сматривать как инерционное звено, если выходная величина — уг­ловая скорость ротора, или как два последовательно соединенных звена — интегрирующее и инерционное, если выходная величи­на — угол а поворота ротора (табл. 1).

Значение коэффициента передачи зависит от способа управле­ния двигателем, а постоянная времени — от сигнала управления, возрастая с уменьшением пускового момента двигателя от 0,1 до 0,2 с (для полого ротора с обмоткой типа «беличьей клетки»).

Передаточная функция асинхронного трехфазного двигателя совпадает с ПФ инерционного звена.

Коэффициент преобразования и постоянную времени определя­ют по механической характеристике двигателя и рабочей машины.

Большинство электродвигательных ИМ работает в режиме, когда скорость перемещения не зависит от значения отклонения регулируемого параметра от заданного. Такой ИМ состоит из асинхронного электродвигателя, редуктора, концевых и путевых выключателей, датчиков (преобразователей), тормозного устрой­ства и ручного привода.

Электродвигатель с редуктором служит для преобразования электрической энергии в механическую, достаточную для переме­щения РО.

Концевые выключатели используют для отключения пускателя при достижении РО крайних положений, а путевые выключате­ли — для ограничения диапазона перемещения РО в автоматичес­ком режиме.

Датчики положения формируют сигнал, пропорциональный углу поворота выходного вала ИМ. Этот сигнал используется ин­дикатором положения на пульте оператора, а также, возможно, в качестве сигнала ОС по положению ИМ (для формирования П-закона регулирования, например).

Ручной привод обеспечивает возможность ручной перестанов­ки РО при нарушениях работы электрической части механизма.

Включение-отключение электродвигателя по команде регули­рующего устройства осуществляется через посредство электромаг­нитного или полупроводникового релейного устройства-пускате­ля.

Реверс электродвигателя электромагнитного ИМ с трехфазным электродвигателем обеспечивается изменением схемы подключе­ния двух фаз.

После размыкания силовых контактов (рис. 1, а) и отклю­чения напряжения питания электродвигателя выходной вал ИМ останавливается не сразу, а продолжает в течение некото­рого времени движение по инерции. Так называемый «выбег» может существенно ухудшать качество регулирования. Умень­шают выбег с помощью тормоза, представляющего собой элек­тролитический конденсатор С, подключаемый через размыка­ющие блок-контакты КМ1 и КМ2 к одной из статорных обмо­ток электродвигателя. В результате этого в статорной обмотке появляется ток, наводящий в статоре магнитное поле, кото­рое, взаимодействуя с вращающимся ротором, создает проти­водействующий вращению тормозной момент, уменьшающий выбег ИМ.

Главный недостаток электромагнитного релейного пускового устройства — невысокая надежность. Значительно лучшие харак­теристики имеет полупроводниковое релейное устройство (рис. 4.5, б).

Основу устройства составляют два тиристорных ключа на симисторах VS1 и VS2, которыми управляют с помощью сигналов «Больше» — «Меньше», вырабатываемых регулятором или опера­тором. Каждый из тиристорных ключей включен в цепь питания одной из статорных обмоток электродвигателя.

При отсутствии управляющих сигналов тиристорные ключи разомкнуты и электродвигатель неподвижен.

Включение симистора происходит в результате подачи на уп-

равляющий электрод отрицательного напряжения, вырабатывае­мого соответствующим выпрямительным мостом, питаемым от разделительного трансформатора Т2 (ТЗ) при наличии командно­го сигнала от регулятора или оператора.

Трансформатор 77 разделяет управляющие и силовые цепи. Ре­версирование электродвигателя осуществляется изменением схе­мы подключения обмоток, при этом одна обмотка подключается к сети непосредственно, а вторая — через фазосдвигающий конден­сатор С.

Таким образом, движение ИМ может быть описано системой уравнений, соответствующих движению ИМ в сторону открытия, неподвижному состоянию и движению в сторону закрытия,

Рис. 1. Схемы управления ИМ:

а — с трехфазным асинхронным электрическим двигателем; б — с однофазным конденсатор­ным электрическим двигателем

где Tим — время, равное времени движения ИМ из одного крайнего положения в другое; Д — зона нечувствительности релейного устройства.

Характеристика ИМ — существенно нелинейная, но линейные законы регулирования могут быть реализованы и с этим механиз­мом при использовании регулятора с импульсным выходом.

1.4. Электромагнитные ИМ
. Они представляют собой соленоиды и электромагнитные муфты. Соленоидный ИМ — это катушка, втя­гивающее усилие которой при подаче управляющего сигнала U перемещает якорь на расстояние S, преодолевая сопротивление пружины.

Статическая характеристика электромагнитных ИМ, как пра­вило, нелинейная, и их используют в системах позиционного ре­гулирования.

Электромагнитные муфты могут быть фрикционными, порош­ковыми или асинхронными. Фрикционная муфта состоит из двух полумуфт, посаженных на ведущий и ведомый валы. В одной из полумуфт расположена обмотка возбуждения. При подаче на нее напряжения полумуфты сдвигаются и возникающая сила трения приводит их в движение. Такие муфты также применяют в систе­мах позиционного регулирования и защиты оборудования при аварийных нарушениях его работы.

Принцип действия порошковой муфты основан на изменении вязкости ферромагнитной массы, заполняющей муфту. При пода­че на катушку напряжения вязкость ферромагнитной массы воз­растает и передаваемый момент увеличивается.

В муфтах скольжения момент вращения передается посред­ством магнитного поля, создаваемого обмоткой, расположенной на ведущей полумуфте. При ее вращении в ведомой полумуфте, как в роторе асинхронного двигателя, индуцируется ток, от взаи­модействия которого с магнитным полем возникает момент вра­щения, увлекающий ведомую полумуфту за ведущей.

Порошковые и асинхронные электромагнитные муфты могут быть использованы и в системах непрерывного регулирования. В этом случае их характеризует ПФ инерционного звена с постоян­ной времени 0,03...0,25 с (для порошковых) и 0,11...0,45 с (для асинхронных муфт).

2. РЕГУЛИРУЮЩИЕ ОРГАНЫ

Устройство, позволяющее изменять направление или расход потока вещества или энергии в соответствии с требованиями ТП, называют регулирующим органом (РО).

Работоспособность РО определяется его характеристиками: ди­апазоном регулирования и рабочей расходной характеристикой.

Отношение максимального расхода среды Gmax
к минимально­му Gmin
, соответствующему перемещению РО из одного крайнего положения h
min
в другое h
max
, называют диапазоном регулирования

R = Gmax
/Gmin

Зависимость расхода среды от положения РО h называют рабо­чей расходной характеристикой

G = f (h).

При разработке, выборе и наладке РО для обеспечения воз­можности эффективного управления ТП в широком диапазоне нагрузок и при разных режимах следует обеспечить достаточный диапазон регулирования и линейную рабочую характеристику в пределах этого диапазона. Используемые в сельскохозяйственном производстве РО можно разделить на три группы.

Регулирующие органы объемного типа (рис. 4.6, а). Они изменя­ют расход среды за счет изменения ее объема (например, ленточные питатели-дозаторы компонентов

Рис. 2. Регулирующие органы:

а — ленточный питатель (объемный); б — вибрационный питатель; в — ленточный питатель

(скоростной); г — тарельчатый питатель; д — шнековый питатель; е — секторный питатель-

ж — тарельчатый клапан; з — золотниковый клапан; и — поворотная заслонка

кормовых смесей). Матери­ал на ленту поступает непосредственно из бункера через воронку в его нижней части. На фронтальной грани воронки в вертикальных направляющих перемещается заслонка, посредством которой осу­ществляется регулирование производительности питателя.

Для исключения заклинивания ленты высота щели h между заслонкой и лентой должна быть не менее (2,5...3)г/тах, где dmax — максимально возможный размер частиц материала.

Регулирующие органы скоростного типа. Они изменяют произ­водительность РО за счет изменения его частоты вращения. К РО этого типа относят устройства для регулирования частоты враще­ния вытяжных вентиляторов систем вентиляции животноводчес­ких помещений, шнековых питателей-дозаторов и т. д.

В связи с большим разнообразием физико-химических свойств дозируемых компонентов кормов, других сыпучих материалов и условий, в которых работают эти РО, известно большое число конструкций их рабочих органов. Эти органы, как правило, состо­ят из активных элементов, обеспечивающих перемещение дозиру­емого материала, ограничивающих элементов, формирующих по­ток, и вспомогательных элементов.

Рациональный выбор рабочего органа и его конструктивное оформление в значительной степени обеспечивают надежность устройства и точность дозирования.

Вибрационные питатели (рис. 2, б) предназначены для подачи из бункера, не имеющего дна, мелко- и крупнокусковых материа­лов. Подачу материала регулируют изменением амплитуды вып­рямленного напряжения, подводимого к электромагнитам питате­ля. Электромагниты, жестко связанны

е с корпусом лотка, застав­ляют его вибрировать с определенной частотой. Материал вслед­ствие небольшого наклона лотка перемещается к его концу со скоростью, зависящей от амплитуды питающего напряжения. До­стоинства вибрационных питателей — отсутствие вращающихся частей, плавное и практически безынерционное регулирование производительности.

Ленточные питатели (рис. 2, в) предназначены для выдачи сыпучих материалов с различными размерами фракций. Произво­дительность питателя зависит от размеров фракций материала и скорости перемещения ленты v. Последнюю можно изменять с помощью частоты вращения электропривода или бесступенчатого вариатора, управляемого ИМ.

Тарельчатые питатели (рис. 2, г) предназначены для подачи из бункеров преимущественно мелкозернистых и мелкокусковых материалов. Тарельчатый питатель представляет собой круглый плоский диск (тарель), устанавливаемый под бункером и вращае­мый специальным приводом желательно с возможностью регули­рования частоты вращения п.

Между бункером и тарелью устанавливают манжеты и нож, с помощью которых осуществляется регулирование сечения потока материала. Более точное регулирование осуществляют поворотом ножа или изменением частоты вращения тарели. Производитель­ность питателя зависит от изменения физических свойств матери­ала, высыпающегося на тарель.

Шнековые питатели (рис. 2, д) более всего пригодны для вы­дачи мелкозернистых и мелкодисперсных материалов.

Производительность шнекового питателя пропорциональна квадрату диаметра рабочего винта D, шагу S и частоте его враще­ния п.

Секторные питатели (рис. 2, е) предназначены для выдачи мелкозернистых материалов. Основа конструкции секторного пи­тателя — вращающийся барабан, разделенный радиальными пере­городками на несколько секторов.

В частном случае (барабанный питатель) сектор может быть и один. Секторный питатель устанавливают под бункером. Матери­ал выдается за счет поочередного заполнения и опорожнения сек­торов в процессе вращения ротора. Производительность регулируют, изменяя частоту n
вращения рабочего органа.

Недостатком питателя является зависимость степени заполне­ния секторов от числа оборотов п вращения ротора.

Регулирующие органы дроссельного типа. Они изменяют расход вещества за счет изменения скорости и площади сечения потока жидкости или газа при прохождении его через дросселирующее устройство, гидравлическое сопротивление которого — перемен­ная величина. Регулирующие клапаны (рис. 2, ж и з) отличаются формами плунжера 1 и седла 2.

Каждая конструкция характеризуется прежде всего зависимос­тью площади проходного сечения F клапана от положения плун­жера.

Для тарельчатого клапана, показанного на рисунке 4.6, ж, эту характеристику называют конструктивной и рассчитывают по формуле (h
max
= 0,25D
)

где D — диаметр отверстия, м.

Для золотникового клапана (рис. 4.6, з) с прямоугольным сече­нием окон

где n — число окон; b и h — ширина и высота окна, м.

Поворотные заслонки (рис. 4.6, и) круглой или прямоугольной формы предназначены в основном для регулирования расхода газообразных сред при малых перепадах давления на регулирующем органе.

Зависимость площади проходного сечения от угла поворота заслонки имеет вид

где Dy
— диаметр условного прохода круглой или равной ей по площади прямо­угольной заслонки, численно равный внутреннему диаметру круглой заслонки, м; φ — угол поворота заслонки, изменяющийся от 0 до φmax
.

Работоспособность системы автоматического управления в значительной мере зависит от правильности выбора регулирую­щего органа. Выбирают конкретный РО по данным справочников или каталогов в соответствии с наибольшим значением пропуск­ной способности.

3. АНАЛОГОВЫЕ ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКИЕ И ПНЕВМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

Электропневматический преобразователь типаЭПП-63.

Преобразователь ЭПП-63 предназначен для преобразова­ния сигнала постоянного тока 0—5 мА в пропорциональ­ный унифицированный пневматический сигнал 0,2— 1 кгс/см2. Принципиальная схема прибора приведена на рис. 3

При установившемся режиме постоянный ток, про­ходя по катушке 1, укрепленной на основном рычаге 5, создает усилие втягивания катушки в зазор постоянного магнита 2, которое уравновешивается на рычажной системе при определенном давлении в сильфоие обратной связи 6.

При изменении тока нарушается равновесие рычажной системы и рычаги 5 и 7, соединенные гибкой тягой 8, поворачиваются вокруг шарниров, изменяя зазор между соплом 3 и укрепленной на основном рычаге заслонкой 4. Это вызывает изменение давления в междроссельной

камере А, вследствие чего нарушается равновесие диффе­ренциальной мембраны 9, и шток, жестко связанный с мембраной, изменяет степень открытия клапана 11. При этом начинает изменяться давление в камере выхода Б и в сильфоне обратной связи. Равновесие рычажной системы восстановится при определенном соотношении между выходным давлением и входным током при новом соотношении давлений в выходной и междроссельной камерах, что соответствует новым значениям перепадов давлений на постоянных дросселях 10 и 12.

Рис. 3. Принципиальная схема электропневматиче­ского преобразователя ЭПП-63

Основная допустимая погрешность выходного сигнала не превышает ±1% от диапазона его изменения. Пневма­тическая часть прибора питается сухим и чистым воздухом давлением 1,4 кгс/см2
, длина трассы передачи пневмати­ческих импульсов до 300 м, расход воздуха 2 л/мин. Габаритные размеры прибора 194 X 166 X 375 мм. Изготовитель: Опытный завод «Энергоприбор», Москва.

Кодовый электропневмамческий преобразователь КЭПП-2М. Прибор предназначен для преобразования электрического параллельного восьмиразрядного двоич­ного кода в пневматический аналоговый сигнал 0,2— 1 кгс/см2. Управление преобразователем осуществляется от вычислительной машины. Принцип действия прибора основан на суммировании расходов воздуха, проходящего через параллельно включенные дроссели с различными условными проходными сечениями при постоянном пере­паде давления на них, при этом предусматривается авто­матический сдвиг начальной точки диапазона преобра­зования. Преобразователь состоит из семи регулируемых разрядных дросселей, настроенных так, что их условные проходные сечения относятся, как 1 : 2 : 4 : 8 : 16 : 32 : : 64, электропневмопреобразователей, отключающих или подключающих разрядные дроссели, следящей системы нулевого опорного давления и схемы автоматического сдвига начала преобразования. Пневматическая схема задатчика выполнена на базе универсальной системы элементов промышленной пневмоавтоматики.

Напряжение питания 27 В постоянного тока, номи­нальный ток управления не более 150 мА. Давление пита­ния 1,4 кгс/см2, объемный расход воздуха не более 8 л/мин. Основная погрешность —1,5%.

Изготовитель: Завод приборов, Усть-Каменогорск.

В качестве электропневматического аналогового пре­образователя может быть использован также преобразо­ватель ферродинамический функциональный ПФФ, работающий с выходным пневматическим преоб­разователем ПП.

Пнэвмоэлектрический преобразователь типа ПЭ-55М.

Прибор предназначен для преобразования унифицирован­ного пневматического сигнала (0,2—1 кгс/см2
) в унифи­цированный электрический сигнал постоянного тока (0—5 мА).

Измерительным элементом преобразователя является манометрическая трубчатая одновитковая пружина 1 (рис. 4). Преобразование перемещения ее конца в усилие осуществляется с помощью спиральной пру­жины 2, которая укреплена на рычаге 3, вращающемся вокруг оси 4. На рычаге 3 укреплен также медный диск 7, который находится в высокочастотном поле плоской катушки 6, входящей в базовый контур генератора 9. Генератор выполнен двухконтурным по схеме с общим коллектором. При перемещении коромысла изменяются параметры базового контура, что приводит к изменению режима генератора. Изменение режима генератора вызы­вает изменение постоянной составляющей коллекторного тока и тока базы, а следовательно, и выходного тока. В цепь коллектора включена катушка обратной связи 5, укрепленная на рычаге 3 в поле постоянного магнита 8. Выходной ток, обтекая катушку 5, создает момент обрат­ной связи, противоположный моменту, создаваемому пружиной 2, вследствие чего коромысло будет переме­щаться до наступления нового состояния равновесия.

В блоке / собраны электрические элементы, обеспе­чивающие питание генератора, фильтрацию выходного тока и стабилитроны для смещения нуля. На соединитель­ной колодке 11 роме зажимов для подключения питания и нагрузки, имеются клеммы, предназначенные для про­верки исправности преобразователя.

Класс точности преобразователя 1. Пневматическая часть прибора питается сухим и чистым воздухом давле­нием 1,4 кгс/см3
, электрическая часть — переменным током напряжением 220 В, потребляемая мощность 5 В-А. Суммарное сопротивление проводов и нагрузки не должно превышать 2,5 кОм. Преобразователь выпускается в пыле-защищенном и брызгонепроницаемом исполнении. Габа­ритные размеры 314 X 220 X 132 мм. Изготовитель: Чебоксарский завод электрических исполнительных механизмов.

Рис. 4 Принципиальная схема пневмаэлектрнческого преобразователя ПЭ-55М

4. ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В СИСТЕМАХ ЧИСЛОВОГО ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ И В РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСАХ

Управление исполнительными механизмами осуществляется с помощью систем привода, преобразующих сигналы управления в соответствующее сос­тояние механизма. Робототехнические комплексы и оборудование с ЧПУ пред­ставляют собой сложные устройства, содержащие большое количество меха­низмов с различными типами двигателей, работа которых организуется в соот­ветствии с общей программой с целью получения требуемого результата наи­более эффективным путем. Отдельные механизмы снабжаются электричес­ким, гидравлическим или пневматическим приводом. Наиболее распростра­ненным типом привода является электропривод.

Существующие системы ЭП классифицируются по различным признакам. Самым существенным из них является тип используемого электродвигателя, в соответствии с которым различают следующие классы электроприводов: 1) ЭП с двигателем постоянного тока; 2) ЭП с двигателем переменного тока; 3) ЭП с шаговым двигателем. Каждый из названных классов может быть под­разделен на более мелкие группы в зависимости от конкретных типов электродвигателей и других признаков. С учетом основных функций механиз­ма и режимов его работы различают ЭП зажимных устройств и устройств натя­жения, ЭП систем стабилизации скорости, позиционный ЭП, следящий ЭП и др.

ЭП с двигателями постоянного и переменного тока используются в систе­мах непрерывного и релейного управления для получения заданного закона движения. ЭП с шаговыми двигателями реализуют заданное движение как результат суммирования отдельных шаговых перемещений.

Шаговые двигатели имеют специфическую конструкцию, позволяющую фиксировать каждый шаг перемещения. По принципу действия ШД можно рас­сматривать как синхронный двигатель, позволяющий осуществлять синхрон­ность движения при пуске и торможении, а также допускающий длительную фиксированную остановку с протеканием постоянного тока в обмотках рото­ра. В то же время ШД является аналогом обращенной машины постоянного тока с поворотом щеток коллектора, имитируемым коммутатором ШД.

ШД различаются по числу фаз, по типу магнитной системы и способу воз­буждения. Наиболее распространенными являются многофазные ШД с числом фаз m , равным 3, 4 и 5.

По способу возбуждения ШД делят на следующие виды:

1) ШД с активным ротором (с электромагнитным возбуждением или магнитоэлектрические, т.е. с возбуждением постоянными магнитами);

2) индукторные ШД, имеющие зубчатый пассивный ротор с числом зубцов Z и гребенчатые зубчатые зоны статора. Каждая гребенчатая зубчатая зона

представляет собой выступающий полюс статора. В симметричной магнитной системе обмотки противоположных полюсов объединяются в фазы, так что число пар полюсов р статора равно числу фаз т . Число зубцов ротора Zn
вы­бирается так: если ось какого-либо полюса статора совпадает с осью зубца ротора, то ось соседнего полюса статора оказывается сдвинутой относительно оси ближайшего зубца ротора на угол 2π/(mZp
). При симметричной коммута­ции каждому переключению фаз соответствует угол поворота вектора намаг­ничивающих сил а = 2π/m
(электрических радиан) или аг
= 2 π /2р
(геометри­ческих радиан). В результате переключения ротор займет новое положение, т.е. повернется на угол ам
= 2π/mZ
. Таким образом, механический шаг а ока­зывается меньше геометрического шага поля аг
. Отношение aг
/aм
= mZp
/2p
называется электромагнитной редукцией (ЭР), а двигатель с ЭР, большей или равной 1, — редукторным.

Классификационным признаком индукторного ШД является постоянство потокосцепления контура возбуждения, который реализуется за счет постоян­ной составляющей тока обмоток фаз (самовозбуждение) или специальной об­мотки возбуждения (независимое возбуждение);

3) индукторно-реактивные ШД, не имеющие отдельного контура возбуж­дения. При разнополярном управлении такие ШД развивают только реактив­ный момент, пропорциональный квадрату переменной составляющей тока фа­зы. При однополярной коммутации возникают одновременно реактивный и активный, или индукторный, момент, пропорциональный постоянной состав­ляющей тока в фазе;

4) реактивные ШД, электромагнитный момент которых является реактив­ным независимо от наличия или отсутствия постоянных составляющих тока в фазах.

5. Список используемой литературы

1. «Автоматизация технологических процессов». Бородин И.Ф., Скудник Ю.А. 2004г.

2. Справочное пособие «Автоматические приборы, регуляторы и вычислительные системы»

3. «Системы программного управления производственными установками». Ильин О.П.

4. «Теория автоматического управления». Под ред. Воронова А.А.

5. «Основы теории автоматического управления». Воронов А. А.

6. «Линейные автоматические системы». Макаров И.М., Менский Б.М.