В данном случае /7?. == = 7,86 • 158,15 = 1243 г. Момент инерции якоря

J = mR,

где - радиус инерции, для сплошного цилиндра = . Тогда

У= 1,243."- = 60.10-.г.ж==.

Таким образом, получено приближенное значение момента инерции якоря электродвигателя. Для двигателей большой мощности, имеющих значительную массу и диаметр коллектора, необходимо дополнительно определить момент инерции коллектора, вала и вентилятора. Точное значение момента инерции вращающихся частей двигателя может быть определено при детальном расчете электродвигателя [5]. или экспериментально [2] при наличии самого электродвигателя.

Рассмотрим теперь методику определения третьего параметра - электромагнитной постоянной [2]. При расчете электродвигателя определение индуктивного и омического сопротивлений якорной обмотки не вызывает затруднений [5]. Для приближенных практических расчетов L можно воспользоваться формулой Уманского (2], выведенной на основании многочисленных экспериментальных данных,

ном Ром

где <йцд, - номинальные соответственно напряжение, ток

и скорость вращения; р - число пар полюсов; - опытный коэффициент (для промышленных электрических машин постоянного тока может быть взят для некомпенсированных машин 0,6, для компенсированных 0,25, для авиационных электродвигателей постоянного тока 0,15; для компенсированных авиационных генераторов постоянного тока (например, для ГСР-СТ-12000) = 1,14 при ©„„„; Pi, = 1,75 при сор =

•= "аке+ мин. 2,1 при %акс некомпенсированных авиационных генераторов постоянного тока(например, для ГСР-18000) Р£ =

- 0.9 при = 1,4 при = ; Рл = 2,1 при

•"да %«ин <"ср «макс -""из-ная (обычно 398 1/сек), средняя и максимальная (обычно 942 1/сек) скорости вращения якоря генератора).

Так, для электродвигателя ДУ-400 индуктивность обмотки якоря, рассчитанная по формуле (1.52),

= 0»58j:?:i[r8 = o-°°i22«-

Электродвигатели независимого возбуждения с полюсным управлением. В электромеханических следящих

системах для регулирования скорости вращения исполнительного электродвигателя применяют способ управления скоростью двигателя изменением тока возбуждения и, следовательно, магнитного потока. Основным преимуществом полюсного управления по сравнению с якорным управлением является малая мощность цепи управления. Это позволяет использовать в качестве предварительных усилителей электронные, магнитные, полупроводниковые и другие маломощные усилители [23]. К недостаткам данного способа управления скоростью вращения электродвигателя следует отнести наличие зоны нечувствительности, связанное с ослаблением магнитного потока, увеличение порядка уравнения динамики электродвигателя, а следовательно, и уравнения всей следящей системы.

Способ регулирования скорости вращения путем изменения магнитного потока возбуждения электродвигателя осуществляется при постоянном токе в цепи якоря и при постоянном напряжении на якоре. Это объясняется тем, что при данном способе возможны два режима управления путем изменения потока возбуждения двигателя.

Первый режим соответствует изменению потока от Фо, когда ш = О, до Фм, когда ш = (Ojjgjp (рис. 1.13). В этом режиме с увеличением

потока скорость изменяется от нулевой до максимальной. Однако данному режиму присущи низкие энергетические показатели, в-особенности при малых скоростях вращения, когда даигатель находится в режиме, близком к режиму короткого замыкания. Для ограничения тока используют специальные схемы управления с включением добавочного сопротивления в цепь якоря. Этот режим находит применение в следящих системах малой (от единицы до десятков ватт) мощности, в так называемых приборных следяиу1х системах.

Второй режим соответствует изменению потока Фд, до наибольшего значения по условиям насыщения. Скорость изменяется от максимально возможной по условиям механической прочности и коммутации до некоторой конечной, соответствующей возможному максимальному магнитному потоку. Этот режим отличается хорошими энергетическими показателями и используется для регулирования скорости вращения мощных электродвигателей.

Рассмотрим вначале первый режим. Остановимся на статических характеристиках электродвигателя в этом режиме. При установившихся электромагнитных переходных процессах исходные уравнения на основании уравнений (1.39) запишем в виде: •. . .

Рис. 1.13. График зависимости* скорости вращения электродвигателя от потока возбуждения

и = сФш + ir; ЛГд == сФи

(L.53)

Из первого уравнения (1.53) определим ток i и подставим полученное значение во второе уравнение:

(1.54)

На основании уравнения (1.54), считая i/ = const, можно построить семейство механических характеристик для различных значений магнитного потока Ф (рис. 1.14). При постоянном моменте сопротивления на валу двигателя (ЛГр= const) получим различные скорости вращения <й1 -при различных значениях Ф. Однако при = const н ослаблении магнитного потока происходит уменьшение электромагнитного момента двигателя согласно второму уравнению (1.53). Для восстановления значения ЛГд требуется увеличение тока якоря а это может привести к перегрузке двигателя, что ограничивает диапазон возможных изменений Ф.

В маломощных следящих системах способ регулирования скорости двигателя изменением потока возбуждения можно использовать при специальных схемах включения двигателя, позволяющих изменять вид механических характеристик. Для этого необходимо, чтобы ток i в обмотке якоря не являлся функцией скорости и был постоянной величиной. Из первого уравнения (1.53)

Рис. 1.14. Механические характеристики электродвигателя при различных значениях потока возбужде-

(1.55)

видно, что для этого требуется выполнение неравенства

и сФ

Следовательно, необходимо, оставив без изменений величину , значительно уменьшить коэффициент перед «> путем увеличения сопротивления г и соответствующего увеличения напряжения U. Полагая, что увеличение значения сопротивления и напряжения определяются соответственно величинами и t/„ получим

i=~i = const

(1.Б6)