ПРЕДИСЛОВИЕ
Для исследования малых исполнительных электродвигателей по заказу кафедры № 41 ГУАП были разработаны и изготовлены пять лабораторных стендов с возможностью подключения
к ПЭВМ по интерфейсу USB. В методических указаниях приводятся основные теоретические сведения об электродвигателях
постоянного тока, шаговых двигателях и методах регулирования
в системах автоматического управления, в которых используются названные элементы. Даются также методические указания
по выполнению пяти лабораторных работ на базе стендов с применением специально разработанного программного обеспечения (ПО) для ПЭВМ.
1. Двигатели постоянного тока
Исполнительные двигатели – один из основных элементов
многих схем автоматики и счетно-решающей техники. От их
работы в значительной степени зависит качество всей автоматической системы. Исполнительные двигатели почти не работают
в номинальном режиме. Для них характерно постоянное изменение скорости, частые пуски, реверсы и остановки. Под номинальной мощностью исполнительного двигателя понимают максимальную мощность, на которую рассчитан двигатель.
К исполнительным двигателям предъявляются следующие
основные требования: устойчивость работы, линейность регулировочных и механических характеристик, малая мощность
регулирования, большой пусковой момент, отсутствие самохода
(двигатели должны сразу тормозиться после снятия сигнала),
изменение в широких пределах скорости вращения, быстродействие, надежность, малый вес и габариты. Вследствие возможности экономичного и удобного регулирования скорости вращения
в большом диапазоне специально спроектированные двигатели
постоянного тока широко используются как исполнительные.
Недостатки исполнительных двигателей постоянного тока связаны с применением коллектора и наличием скользящего контакта. Во взрывоопасных условиях они требуют особой герметизации, а для подавления радиопомех – фильтров.
Исполнительные двигатели конструктивно выполняются так
же, как и другие микромашины постоянного тока (рис. 1), за исключением того, что их магнитную систему полностью набирают
из изолированных листов электротехнической стали.
В быстродействующих следящих системах автоматики инерционность исполнительных двигателей становится основным
фактором, ограничивающим быстродействие системы. Для улучшения быстродействия двигателей применяется якорь, имеющий
легкую тонкостенную основу, выполненную из немагнитного материала, которая лишена стального магнитопровода и поэтому
имеет во много раз меньший момент инерции. На поверхности
тонкостенного якоря методом травления фольги или электролитического осаждения наносится печатная схема обмотки, проводники которой имеют вид тонких