3)Характеристика рабочая – зависимость выходной мощности от скорости вращения вала двигателя при постоянном сигнале управления:

. (21)

Рисунок 8 - Зависимость механической мощности на валу от скорости вращения асинхронного исполнительного двигателя с полым немагнитным ротором при разных способах управления

Эти характеристики нетрудно получить из механических, так как

. (22)

Обычно максимальное значение

принимают за номинальное её значение и соответствующую скорость вращения также считают номинальной. Для разных способов управления эти величины различны, наибольшие они при амплитудно-фазовом управлении.

9. Динамические свойства АИД

В асинхронных исполнительных двигателях имеются значительные индуктивности и подвижные инерционные массы. Поэтому в этих двигателях наблюдаются и электромагнитные и механические переходные процессы. Однако первыми при практических расчётах обычно пренебрегают, так как их длительность в несколько раз меньше длительности вторых. Но даже в этом случае точные аналитические выражения для переходной характеристики и передаточной функции АИД получаются весьма громоздкими ввиду нелинейности механических и регулировочных характеристик. Поэтому при расчётах применяют линеаризацию (полную или на отрезке) этих кривых. На линейных участках динамические свойства АИД описываются следующей моделью:

; (23)

; (24)

. (25)

где

- описывается (1);

- угол поворота ротора;

- угловая скорость вращения ротора:

; (26)

-коэффициент передачи двигателя:

; (27)

- коэффициент управления по напряжению:

. (28)

Для регулировочной характеристики обычно применяют полную линеаризацию – рисунок 9, тогда

; (29)

- коэффициент внутреннего демпфирования, определяющий жёсткость рассматриваемого участка механической характеристики:

; (30)

Если используется линеаризация механической характеристики, то

; (31)

где

- угол наклона линии, замещающей рассматриваемый участок характеристики, к оси скоростей – рисунок 9.

Рисунок 9 - Линеаризация механической (а) и регулировочной (б) характеристик асинхронного исполнительного двигателя с полым немагнитным ротором

Рекомендуется применять линеаризацию на участке номинальной работы с помощью секущей АС, что даёт параметры передаточной функции, близкие к номинальным, и тогда их можно вычислить по паспортным данным двигателя.

; (32)

; (33)

где

-электромеханическая постоянная времени АИД, то есть время, в течение которого ротор ненагруженного двигателя, обладающего моментом инерции

, разгоняется от неподвижного состояния до скорости идеального холостого хода

, равной синхронной скорости

- см. (1). Кроме того, при необходимости электромеханическую постоянную времени для амплитудного и амплитудно-фазового управления можно вычислить по приближённой формуле

; (34)

а для фазового управления

. (35)

Однако нужно учитывать, что формулы (34) и (35) дают несколько завышенные (до 15%) значения

Увеличение частоты питающей сети

и уменьшение числа пар полюсов

приводит к росту

, так как возрастает синхронная скорость

. Для снижения

при проектировании АИД рекомендуются следующие меры:

1)снижение момента инерции ротора

, как, например, у полого немагнитного ротора;

2)увеличение пускового момента за счёт совершенствования конструкции, уменьшения воздушного зазора.

Итак, асинхронный исполнительный двигатель с полым немагнитным ротором в динамическом отношении является инерционным звеном первого порядка (24), если за выходной сигнал принимается скорость вращения вала, или инерционным интегрирующим звеном (25) если выходным сигналом будет угол поворота вала двигателя.

10. Программа экспериментальных исследований АИД

1) Ознакомиться с конструкцией асинхронного исполнительного двигателя с полым немагнитным ротором, представленной в разобранном виде на стенде.

2) Ознакомиться с лабораторным макетом для проведения экспериментальных исследований. Определить назначение измерительной, регулирующей и коммутирующей аппаратуры макета.

3) Снять зависимость пускового момента от напряжения управления и от величины ёмкости в цепи обмотки возбуждения. Для этого:

3.1)Затормозить диск электромагнитного тормоза относительно его электромагнитов.

3.2)Переключателем S3 включить ёмкость С1 и тумблером S1 подать напряжение возбуждения – смотри Приложение Б. Записать значение

3.3)Включить тумблер S2, и, задавая с помощью ЛАТР Т1 величины напряжения управления

,указанные в таблице 1,отсчитывать соответствующие величины пускового момента

и заносить их в таблицу 1.

3.4)Повторить п. 10.3.3. для емкостей С2 и С3. Переключение емкостей производится с помощью S3.

3.5)Растормозить диск электромагнитного тормоза. Вывести ЛАТР Т1 в ноль. Выключить S1 и S2, а переключателем S3 включить С2.

Таблица 1 - Данные эксперимента по пункту 3

	0	30	50	70	90	110	125
C1
C2
C3

4)Снять рабочие и механические характеристики двигателя, для чего выполнить следующие действия:

4.1)Включить напряжение возбуждения (S1) и управления (S2) и с помощью ЛАТР Т1 задать

В.

4.2)С помощью ЛАТР Т2 задавать значения М от 0 до 14 г*дм через 2 г*дм и заносить в таблицу 2 соответствующие показания измерительных приборов для

4.3)С помощью ЛАТР Т1 задать

В и повторить п. 10.4.2., кроме точки

гр*дм.

4.4)вести в ноль ЛАТР Т1 и ЛАТР Т2. Выключить S1 и S2.

Таблица 2 - Данные эксперимента по пункту 4

Экспериментальные величины

Расчётные величины

Гдм

об/мин

мА

Вт

о.е.

При

В,

;

5)Снять регулировочные характеристики АИД, для чего выполнить следующие действия:

Исследование асинхронного исполнительного двигателя с полным немагнитным ротором (стр. 5 из 6)

9. Динамические свойства АИД

10. Программа экспериментальных исследований АИД