Разработка и исследование исполнительных устройств с бесконтактными двигателями постоянного тока и цифровыми датчиками параметров вращения для систем автоматического управления

• Автор: Курчанов, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 200 c. : ил

Введение
Глава I. Анализ состояния вопроса стабилизации и синхронизации частоты вращения бесконтактных двигателей

постоянного тока

1.1 Сравнительный анализ основных технических характеристик

исполнительных электродвигателей САУ.

1.2. Обзор способов синхронизации и стабилизации частоты

вращения бесконтактных двигателей постоянного тока 1.3. Классификация регуляторов для синхронизации частоты

вращения БДПТ

Выводы.

Глава 2. Анализ процессов регулирования в синхронизированных

2.1. Расчет импульсных механических характеристик БДПТ,

учитывающих особенности рабочих процессов в синхронизированных режимах вращения двигателя
2.2. Анализ устойчивости и пульсаций мгновенной скорости вращения синхронизированных БДПТ.
2.3. Анализ диапазона синхронизации при заданных ограничениях на величину пульсаций мгновенной скорости вращения
двигателя.
Выводы.
Глава 3. Разработка корректирующих устройств для
синхронизированных БДПТ.
3.1. Исследование возможностей линейных методов коррекции
синхронизированных БДПТ.
3.2. Коррекция синхронизированных БДПТ на основе нелинейного
изодромного элемента.
3.3. Анализ устойчивости СБДПТ с нелинейным изодромным элементом
3.4. Разработка программ анализа устойчивости и определения
нижней границы диапазона синхронизации на ЦВМ.
3.5. Разработка методики инженерного расчета элементов
регулятора для СБДПТ .
Выводы.
Глава 4. Разработка цифровых датчиков углового положения и частоты вращения вала для исполнительных элементов
с БДПТ.
4.1. Принципы построения и анализ основных погрешностей
цифрового датчика положения ротора .
4.2. Принципы построения регуляторов для БДПТ с совмещенным
датчиком углового положения и частоты вращения вала . 8 4.3. Разработка функциональной схемы БДПТ с совмещенным
цифровым ДПР.
4.4. Стабилизация частоты вращения БДПТ с цифровым ДПР
Выводы.
Глава 5. Исследования БДПТ на моделирующих установках и
экспериментальных макетных образцах.
5.1. Разработка и экспериментальные исследования макета регулятора для СБДПТ.
5.2. Разработка функциональной схемы БДПТ с цифровым ДПР
и частоты вращения вала .
5.3. Экспериментальные исследования БДПТ с цифревым
ДПР и частоты вращения вала
Выводы.
Заключение
Литература


Электрический коллекторный двигатель постоянного тока нашел широкое применение в тех областях промышленности, где необходим широкий диапазон частот вращения, зачастую при значительных нагрузочных моментах на его валу. Качество современных систем определяется целым рядом показателей, среди которых одними из главных являются долговечность и надежность. В настоящее время большой удельный вес этих показателей предопределил широкое распространение асинхронных и синхронных двигателей. Выделим,в связи с отмеченным, ряд основных характеристик, определяющих особенности и области применения основных типов известных ИЭД. Свойства электродвигателей достаточно полно можно охарактеризовать совокупностью регулировочных, пусковых и рабочих характеристик. В отдельных случаях от исполнительного элемента требуется способность выдерживать трех-четырехкратные перегрузки по моменту в течение небольших отрезков времени. При реверсе двигателя для сохранения неизменных показателей привода важна симметричность характеристик двигателя в нечетных квадрантах. Появление и развитие больших интегральных схем, в частности, создание микропроцессорных компонентов и других средств цифровой вычислительной техники, а также всестороннее и широкое их использование в контуре регулирования современных САУ, предопределило и такую важную сравнительную характеристику, как степень совместимости исполнительного элемента с управляющими цифровыми вычислительными устройствами. Для бортовых систем доминирующее значение имеют массо-габаритные показатели, величина потребления энергии в режиме покоя, а также значение к. На основе приведенных выше, очевидно далеко не полных, но многогранно характеризующих исполнительные элементы требований, сравним возможности традиционных и бесконтактных двигателей постоянного тока. Широко используемые в качестве исполнительных элементов современных САУ асинхронные ЭД, обладая такими несомненными достоинствами, как малой электромеханической постоянной времени отсутствием скользящих контактов, содержат и целый ряд недостатков, связанных в первую очередь с низкими энергетическими и уже недостаточным в ряде случаев техническим ресурсом двигателя (ограниченным в основном часами). Кроме того, как показали исследования [Г] , нецелесообразна разработка асинхронных двигателей уже в диапазоне 0-0 Вт из-за резкого снижения массогабаритных показателей даже при практически полностью использованных параметрических и технологических возможностях применяемых материалов. Коллекторные электродвигатели постоянного тока, обладая большой удельной мощностью, хорошими пуско-регулировочными характеристиками и высоким к. Таким образом, сравнительный анализ традиционных исполнительных элементов, с точки зрения соответствия их современному уровню требований, показывает заметное несоответствие между требованиями и их возможностями. БДОТ. В результате указанных работ были созданы серии БДПТ с оригинальной конструкцией мощностью 0,5, 2,5 и Вт, электронные устройства для их управления и следящие системы на их основе, отвечающие современным требованиям. Существующее в настоящее время положение в области разработок различных исполнительных двигателей иллюстрируется табл. Таблица I. Двига- тели Тип к,п. О К ? К о « о ¦=С ? ДВИГ* тока ЛБУ . Таблица I практически не нуждается в дополнительных комента-риях и показывает несомненные преимущества БДПТ перед традиционными ИЗД. Следует только отметить, что опыт разработки последних составляет десятилетия, а достигнутые технические характеристики можно принять за предельные, в то время как БДПТ интенсивно развиваются лишь в последнее десятилетие. Несомненные преимущества БДПТ стремительно расширили область их практического применения, которая в настоящее время охватывает различные приборные системы летательных аппаратов и систем термостабилизации приборных отсеков, системы ориентации антенны, солнечных батарей, теле-фото-камер, а также системы видео, звукозаписи и многие другие области. Существенные преимущества характеристик БДПТ как исполнительного элемента естественно сказываются и на качестве системы в целом. В табл. НПО "Азимут". Из сопоставления характеристик этих систем видно, что применение БДПТ улучшает сразу целый ряд их показателей.