Основные параметры и характеристики ШД

Специфика конструкции ШД и многообразие режимов их работы вызывают необходимость оценивать эти двигатели по следующим параметрам: частоте собственных круговых колебаний; электромагнитным постоянным времени; характеристиками – предельным механическим и предельным динамическим. Частота собственных круговых колебаний – это угловая частота колебаний ротора около устойчивого положения при отсутствии момента нагрузки

Она является обобщенным параметром, зависящим от момента инерции J, амплитуды максимального синхронизирующего момента М_max, числа пар полюсов p. Период собственных круговых колебаний, равный 1/ω₀, может служить внутренним эталоном времени.

Электромагнитная постоянная времени обмоток управления Т_зм=L/R характеризуется скорость протекания электромагнитных переходных процессов. Часто для уменьшения Т_зм последовательно с обмоткой управления включают добавочное сопротивление. Уменьшать постоянную времени необходимо потому, что чем она больше, тем до меньшего значения нарастает ток за время импульса напряжения, меньше становится синхронизирующий момент, а, следовательно, и допустимый момент сопротивления.

Предельная механическая характеристика – это зависимость допустимого момента сопротивления от частоты управляющих импульсов в установившемся режиме работы (рис. 1.11). С ростом частоты сказывается запаздывание в нарастании тока, обусловленное индуктивностью обмоток. При некоторой предельной частоте момент двигателя становится равным нулю.

Рисунок 1.11 Предельная механическая характеристика ШД

Предельная динамическая характеристика – зависимость частоты приемистости от момента сопротивления и момента инерции нагрузки (рис 1.12). Такие характеристики называются предельными динамическими характеристиками пуска. Существуют также предельные динамические характеристики реверса и торможения.

Рисунок 1.11 Предельная динамическая характеристика ШД

Статический синхронизирующий момент. Важной характеристикой ШД является зависимость статического синхронизирующего момента от электрического угла рассогласования q_эл, т.е. зависимость вращающего момента при установившемся токе в обмотке управления от угла между осью ротора и осью возбужденного полюса статора. Для двигателя с симметричным ротором эта зависимость близка к синусоидальной М=М_maxsinq (рис.1.12а). Для двигателя с клювообразными полюсами эта зависимость имеет вид несимметричной кривой (рис. 1.12б). Полуволны кривой М(q), оставаясь равновеликими по площади, имеют различную протяженность: по оси q длительность ускоряющего полуволны p+b_эл, а тормозящей p-b_эл, где b_эл – угол смещения кривой.

Рисунок 1.12 Статический синхронизирующий момент: а) – для симметричного ротора; б) – для клювообразного ротора