Конспект лекций для студентов специальности 1-53 01 07 «Информационные технологии и управление в технических системах» - umotnas.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Учебно-методический комплекс образовательной профессиональной программы... 1 267.07kb.
Конспект лекций для студентов специальности «Информатика» 9 1614.17kb.
Конспект лекций для студентов специальности асу пермь, 2001г 18 1797.76kb.
Конспект лекций для студентов специальности "Автоматизированное управление... 5 1749.59kb.
Программа дисциплины "информационные технологии" Рекомендуется Министерством... 1 101.22kb.
Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов... 37 3287.39kb.
Рабочая учебная программа по дисциплине конспект лекций по дисциплине 4 1144.59kb.
Курс лекций Минск 2007 (075. 8) Ббк 65. 01 37 4487.72kb.
Программа дисциплины тфкп (второй семестр 2-го курса) для направления... 1 154.18kb.
Программа Государственного экзамена по специальности 230200. 1 60.65kb.
П. Е. Управление персоналом: Конспект лекций. М.: Миит, 2012. 4 1593.41kb.
Особенности распределения магнитного поля асинхронного электродвигателя... 1 72.64kb.
Викторина для любознательных: «Занимательная биология» 1 9.92kb.

Конспект лекций для студентов специальности 1-53 01 07 «Информационные технологии - страница №1/21



Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

«Белорусский государственный университет информатики

и радиоэлектроники»


Кафедра систем управления

А. В. Марков

Элементы и устройства систем управления


Конспект лекций

для студентов специальности

1–53 01 07 «Информационные технологии и управление
в технических системах»
всех форм обучения
В 2–х частях

Часть 1

Минск БГУИР 2011


1. Основы теории однофазных и несимметричных двухфазных микромашин переменного тока 6

1.1. Намагничивающие силы и магнитные поля однофазных


микромашин 6

1.2. Намагничивающие силы и магнитные поля несимметричных


двухфазных микромашин 7

2. Частота вращения эллиптического поля 9

2.1. Получение кругового вращающегося магнитного поля
в несимметричных двухфазных микромашинах 10

2.2. Пусковые моменты несимметричных двухфазных микромашин 11

2.3. Метод симметричных составляющих применительно
к несимметричным двухфазным микромашинам 12

3. Схемы замещения несимметричных двухфазных микромашин 14

4. Уравнения токов 18

4.1. Электромагнитная мощность. Вращающий момент несимметричного двухфазного микродвигателя 19

4.2. Энергетическая диаграмма. Потери мощности 21

5. Асинхронные микродвигатели Общие сведения 24

5.1. Принцип действия и основные особенности однофазных асинхронных микродвигателей 24

5.2. Свойства фазосдвигающих элементов 24

5.3. Получение кругового поля в конденсаторном микродвигателе 28

5.4.Получение кругового поля в конденсаторном микродвигателе 29

6. Асинхронный двигатель с пусковым
конденсатором 33

6.1. Асинхронный двигатель с рабочим конденсатором 35

6.2. Асинхронный двигатель с пусковым и рабочим конденсаторами 36

6.3. Асинхронный двигатель с пусковым сопротивлением 37

6.4. Асинхронный двигатель с экранированными полюсами 38

6.5. Универсальный асинхронный двигатель 41

6.6. Включение трехфазного двигателя в однофазную сеть 43

7. Синхронные микродвигатели с постоянными


магнитами 43

8. Синхронные реактивные микродвигатели 49

9. Синхронные гистерезисные микродвигатели 55

10. Универсальные коллекторные микродвигатели 60

11. Бесконтактные двигатели постоянного тока 66

12. Тихоходные двигатели 73

12.1. Дробные обмотки 73

12.3. Двигатели с электромагнитной редукцией 75

13. Двигатели с катящимся ротором 82

13.1. Двигатели с волновым ротором 86

14. Пьезоэлектрические микродвигатели 87

14.1. Пьезоэлектрический эффект 88

14.2. Конструкция и принцип действия пьезоэлектрических
микродвигателей 88

14.3. Применение пьезоэлектрических микродвигателей 91

15. Электрические микромашины автоматических устройств 93

16. АСИНХРОННЫЕ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ДВИГАТЕЛИ 94

16.1. Общие сведения 94

16.2. Уравнения токов и схемы замещения асинхронных исполнительных


двигателей 96

16.3. Характеристики асинхронного исполнительного двигателя


при разных способах управления 97

17. Исполнительные двигатели постоянного тока 99

17.1 Якорное управление исполнительным двигателем 100

17.2. Полюсное управление исполнительным двигателем 103

18. Полюсное управление исполнительным
двигателем 105

19. Динамические свойства асинхронных


исполнительных двигателей 113

19.1. Самоход и пути его устранения 116

19.2. Конструкции асинхронных исполнительных двигателей 119

20. Поворотные трансформаторы. Общие положения 122

20.1. Синусно–косинусные поворотные трансформаторы 123

20.2. Симметрирование синусно–косинусных поворотных


трансформаторов. 126

21. Импульсное управление исполнительным


двигателем постоянного тока 129

21.1. Динамические характеристики исполнительных двигателей


постоянного тока 132

21.2. Конструкции исполнительных двигателей постоянного тока 132

22. Тахогенераторы 133

22.1. Общие сведения 133

22.2. Асинхронный тахогенератор 134

22.3. Погрешности асинхронного тахогенератора 136

23. Акселерометр 140

23.1. Синхронный тахогенератор 141

23.2. Тахогенераторы постоянного тока 142

24. Индукционные машины систем синхронной


связи – сельсины 146

24.1 Общие положения 146

24.2 Устройство сельсинов 148

24.3 Работа сельсинов в индикаторном режиме 149

25. МДС ротора 151

25.1. Максимальный синхронизирующий момент 154

25.2. Факторы, влияющие на точность работы сельсинов
в индикаторном режиме 154

26. Работа сельсинов в трансформаторном режиме 157

26.1. Некоторые особенности конструкции сельсинов 159

26.2. Дифференциальный сельсин 160

26.3. Магнитоэлектрические сельсины (магнесины) 162

27. Линейный поворотный трансформатор 163

27.1 Поворотный трансформатор–построитель 165

27.2 Погрешности поворотных трансформаторов 166

27.3. Многополюсные поворотные трансформаторы 168

27.4. Синусные обмотки 169

28. Шаговые двигатели 171

28.1. Общие сведения о шаговых двигателях 171

28.2. Реверсивные шаговые двигатели 172

29. Статический синхронизирующий момент 177

29.1. Режимы работы шаговых двигателей 178

29.2. Основные параметры и характеристики шаговых двигателей 181




1. Основы теории однофазных и несимметричных двухфазных микромашин переменного тока

Характерная особенность микромашин переменного тока заключается в том, что в подавляющем большинстве случаев они являются несимметричными двухфазными машинами. Причиной несимметрии могут быть разные числа витков в обмотках статора, сдвиг намагничивающих сил в пространстве и во времени на углы, отличные от 90о, неравномерные воздушные зазоры и некоторые другие обстоятельства.

Однофазными принято называть микромашины не только с одной обмоткой на статоре, но и с двумя обмотками, сдвинутыми на 90 электрических градусов, но питающимися от однофазной сети. И хотя машины с одной обмоткой на статоре встречаются крайне редко, рассмотрение теории начнем с этих машин.

1.1. Намагничивающие силы и магнитные поля однофазных
микромашин

Известно, что при питании однофазной распределенной обмотки статора переменным током возникает пульсирующая намагничивающая сила (НС), первая гармоника которой в каждой точке воздушного зазора изменяется по следующему закону:



(1.1)

где: – амплитуда намагничивающей силы; – координата времени (фаза); – координата по расточке статора; – полюсное деление.

Магнитное поле такой обмотки неподвижно в пространстве, но изменяется во времени с частотой сети от до , т.е. пульсирует. Используя тригонометрические преобразования, выражению (1.1) можно придать вид:
(1.2)
Каждое слагаемое (1.2) представляет волну НС по величине равную половине амплитуды исходной НС, но в отличие от (1.1) не пульсирующую, а вращающуюся в пространстве с синхронной угловой частотой . Одна из них вращается согласно с ротором и называется прямой, другая вращается встречно ротору и называется обратной.

Волны НС создают свои магнитные поля.

Таким образом, пульсирующее магнитное поле можно представить двумя круговыми, вращающимися в разные стороны одинаковыми магнитными полями.

Задача 1.1. построить и определить длину вектора пульсирующей НС как результат сложения двух векторов , вращающихся в разные стороны, в моменты времени где период (время одного оборота). В момент времени НС совпадают.

1.2. Намагничивающие силы и магнитные поля несимметричных
двухфазных микромашин

Рассмотрим машину с двумя обмотками на статоре А и В, числа витков которых не равны друг другу . Обмотки сдвинуты в пространстве на угол , токи в обмотках сдвинуты во времени на угол (рис.1.1.).




Рис. 1.1. диаграмма НС несимметричной двухфазной микромашины
переменного тока.
При питании обмоток переменными токами и возникают пульсирующие НС и , каждую из которых можно представить в виде двух половинок
и (1.3)
вращающихся в разные стороны. При этом и вращаются в одном направлении, а и – в противоположном.

В момент времени, когда и совпадают с осью обмотки А, и будут сдвинуты относительно оси обмотки В на угол , так как на такой же угол сдвинуты токи и .

Составляющие и , вращаясь с синхронной скоростью, остаются неподвижными друг относительно друга, поэтому их можно сложить и получить результирующую прямовращающуюся НС
(1.4)
Поступая аналогично для обратновращающихся НС, получим
(1.5)
По правилам тригонометрии сумма углов, прилежащих к одной стороне параллелограмма равна , поэтому


Тогда с учетом (1.3) формулы (1.4) и (1.5) принимают вид
(1.6)
(1.7)
Поскольку , можно сделать вывод о том, что изменение пространственного или временного углов сдвига НС в одинаковой мере сказывается на величине и характере магнитного поля машины.

Намагничивающие силы F1 и разные, но неизменные по величине, вращаются с угловой частотой в противоположных направлениях. В любой момент времени эти силы можно сложить и получить результирующую НС , которая, очевидно, вращается в сторону большей НС и при этом изменяется по величине. Построив траекторию, описываемую концом вектора , получим эллипс.

Следовательно, в несимметричных двухфазных микромашинах в общем случае образуются эллиптические намагничивающие силы и эллиптические вращающиеся магнитные поля. Эти поля можно заменить двумя круговыми, разными по величине полями, вращающимися во встречных направлениях.

Задача 1.2. Построить вектор НС, получаемый как сумму двух вращающихся в разные стороны НС и = в моменты времени: . При и совпадают.

следующая страница >>