26 июня 2016г.
В следящих электроприводах (ЭП), наряду c машинами постоянного тока [1], получили применение электромагнитные порошковые муфты (ЭПМ), осуществляющие передачу механической энергии нерегулируемого приводного двигателя на исполнительный вал привода [2].
Принцип работы ЭПМ основан на взаимодействии магнитных и механических сил в заполненном ферримагнитным порошком рабочем зазоре, разделяющем ведущую и ведомую ее части.
При отсутствии тока в управляющей обмотке ведущая часть муфты вращается вместе с якорем приводного двигателя, а ведомая часть неподвижна, поскольку ферромагнитный порошок свободно пересыпается в рабочем зазоре. При протекании тока через управляющую обмотку возникает магнитный поток, вызывающий определенную ориентацию частичек ферромагнитного порошка, вследствие чего создается приводная связь между ведущей и ведомой частями, сила которой зависит исключительно от величины тока, протекающего через управляющую обмотку.
Крутящий момент, передаваемый через порошковые муфты, пропорционален току возбуждения и изменяется бесступенчато от максимального проектируемого номинального значения до нуля.
Для следящих приводов небольшой мощности наибольшее распространение получили цилиндрические порошковые муфты типа КПМ (контактные порошковые муфты) и БПМ (бесконтактные порошковые муфты), отличающиеся одна от другой по способу подвода энергии к обмотке управления. В КПМ обмотка управления вращается вместе с ведущей частью муфты и подвод энергии осуществляется через щетки и контактные кольца. В БПМ обмотка управления неподвижна. Отсутствие скользящих контактов у БПМ является достоинством муфт данной конструкции. Однако ввиду наличия паразитного воздушного зазора между неподвижным корпусом и ведущей частью БПМ требуют несколько большей энергии управления, чем КПМ той же мощности.
Для обеспечения реверса нагрузки применяют две ЭПМ, ведомые части которых вращаются в противоположные стороны. В этой связи, вращающий момент, создаваемый блоком двух ЭПМ, определится как разность моментов
Наличие двух интегрирующих звеньев (ν=2) говорит о том, что нескорректированный ЭП с ЭПМ является структурно-неустойчивой системой.
С целью обеспечения устойчивости, ЭП охватывают жесткой обратной отрицательной связью (ЖООС) по угловой скорости ΩМ.
Для
реализации такой связи необходимо применить редуктор, так
как тахогенераторы
выполняются высокоскоростными (6000 ÷ 7000 мин-1), а ведомые части муфт вращаются с частотой не более 2000 мин-1.
На основании (4) ССДМ муфтового
ЭП с ЖООС по угловой скорости примет вид, изображенный на Рисунке 1.
На Рисунке 1 через КБП обозначен коэффициент передачи суммирующего усилителя ( блока питания).
Из анализа выражения (5) следует, что динамические свойства ЭП с ЖООС по угловой скорости ΩМ идентичны свойствам ЭП с двигателем постоянного тока с якорным управлением (ДПТЯУ). При этом, быстродействие ЭП зависит от глубины обратной связи (КТГ ∙iТГ ).
При использовании промышленных муфт задача выбора и расчета сводится к выбору приводного двигателя (ПД) и расчету динамической модели ЭПМ. При этом муфта рассматривается как трансформатор, мощность на входе которого равна Р1 = М1Ω1, а на выходе – Р2 = М2Ω2, при соблюдении условий Р1 > Р2, М1 > М2 и Ω1 > Ω2. Редуктор ЭПМ состоит из двух ступеней. Передаточное число первой ступени, от ПД к ведущей части, рассчитывается по формуле
Список литературы
1.
Бутаков В.М., Гатин Б.Ф., Хрисанов А.А. Особенности выбора электродвигателей замкнутых электроприводов постоянного тока // Актуальные вопросы технических наук в современных условиях, / Сборник научных трудов по итогам международной научно-практической конференции. № 3. г.Санкт- Петербург, 2016. с. 115-117.
2.
Смирнова В.И., Разинцев В.И. Проектирование и расчет автоматизированных приводов.
– М.: Машиностроение, 1990. 368 с.
