Основы электропривода летательных аппаратов (400,00 руб.)

Стр.1

Стр.2

Стр.3

Стр.4

Стр.5

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ (национальный исследовательский университет) А.А. КИРИЛЛОВ, В.Г. СТЕБЛЕЦОВ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ ОСНОВЫ Допущено по специальности 160603 «Системы приводов летательных апапаратов» направления подготовки диаломированных специалистов 160600 «Интегированные системы летательных апапаратов» и специальности 160802 «Космические летательные апапараты и разгонные блоки» направления подготовки диаломированных специалистов 160800 «Ракетостроение и космонавтика». по образованию в области авиации, ракетостроения и космоса в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений РФ, обучающихся высших учебных заведений Российской Федерации Учебно-методическим объединением Москва 2013

Стр.1

УДК 629.7-83(075.8) ББК 39.52:31.291я73 К43 Р ец ен з ен ты: В.М. Беседин, зав. кафедрой «Управления и информатики», Московского энергетического института (технического университета) профессор, доктор технических наук, О.В. Горячев, зав. кафедрой «Системы автоматического управления» Тульского государственного университета, профессор, доктор технических наук К43 Кириллов, А.А. Основы электропривода летательных аппаратов : Учебное пособие / А.А. Кириллов, В.Г. Стеблецов. – М. : БИБлИО-ГлОБУС, 2013. − 208 с.: ил. ISBN 978-5-906454-06-5 Учебное пособие содержит материалы курса «Основы электропривода летательных аппаратов». В пособии рассмотрены основные понятия теории автоматического управления и регулирования, устройства, параметры, статические и динамические характеристики основных элементов электроавтоматики и электропривода, схемы, методика построения и основные методы коррекции и исследования электропривода при типовых воздействиях. В пособии изложены вопросы динамических возможностей и связь частотных характеристик с предельными амплитудами колебаний выходного вала, представлены основные положения теории релейных и цифровых систем, а также перспективные направления развития систем электроприводов с микропроцессорным управлением. Учебное пособие представляет практический интерес для студентов, аспирантов и научных работников неэлектромеханических специальностей, где требуются обобщенные знания и представления о приводных системах. УДК 629.7-83(075.8) ББК 39.52:31.291я73 ISBN 978-5-906454-06-5 © А.А. Кириллов, В.Г. Стеблецов, 2013 © ООО Издательский дом «БИБлИО-ГлОБУС», 2013

Стр.2

Содержание Ведение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 1. Предмет и основные понятия курса «Основы электропривода летательных аппаратов» ............6 1.1. Структурно-функциональная схема приводной системы и назначение ее элементов ............................... 11 1.2. Принцип работы следящей электроприводной системы . . . . . 13 1.3. Классификация и области применения электроприводных систем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.4. Требования, предъявляемые к приводным системам ......... 15 1.5. Основные этапы проектирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2. Основные понятия теории автоматического управления . . . . . . 17 2.1. Понятие передаточной функции и частотной характеристики ... 17 2.2. логарифмические амплитудно-фазовые частотные характеристики типовых звеньев . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22 2.3. Правила преобразования структурных схем ................26 2.4. Устойчивость приводных систем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30 3. Исполнительные двигатели постоянного тока . . . . . . . . . . . . . . . .40 3.1. Принцип работы двигателя постоянного тока ...............40 3.2. Характеристики двигателей постоянного тока . . . . . . . . . . . . . 41 3.3. Классификация двигателей постоянного тока ............... 43 3.4. Структурная схема и передаточная функция двигателя постоянного тока .......................................50 3.5. Учет влияния индуктивного сопротивления якоря двигателя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 3.6. Влияние реакции якоря двигателя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .56 4. Шаговые двигатели ........................................59 4.1. Виды шаговых двигателей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59 4.1.1. Шаговые двигатели с переменным магнитным сопротивлением ....................................59 4.1.2. Шаговые двигатели с постоянными магнитами (индукторные) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60 4.1.3. Гибридные шаговые двигатели . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 4.1.4. линейные шаговые двигатели . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62 4.2. Биполярные и униполярные шаговые двигатели . . . . . . . . . . . .64 4.3. Способы управления шаговыми двигателями ...............65 3

Стр.3

4.4. Зависимость момента от скорости, влияние нагрузки . . . . . . .69 4.5. Явление резонанса у шаговых двигателей ..................72 4.6. Коммутаторы шаговых двигателей ........................73 5. Двигатели переменного тока ................................ 75 5.1. Конструкция и принцип работы асинхронного двухфазного двигателя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 5.2. Способы управления асинхронными двухфазными двигателями ..............................77 5.3. Характеристики асинхронного двухфазного двигателя . . . . . .79 6. Электромагнитные муфты ..................................83 6.1. Конструкция и принцип работы муфт . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .83 6.2. Характеристики электромагнитных муфт ..................84 7. Механические передачи в приводах ..........................89 7.1. Требования, предъявляемые к механическим передачам ......89 7.2. Структурная схема и передаточная функция редуктора . . . . . .90 8. Способы управления скоростью движения выходного звена исполнительного элемента (ИЭ) .............94 8.1. Параметрическое управление исполнительными элементами ............................................94 8.2. Генераторное управление исполнительными элементами . . . .97 8.3. Импульсное управление исполнительными элементами . . . . .99 8.4. Управление исполнительными элементами по двум цепям . . 105 8.5. Импульсное управление двигателями переменного тока . . . . 107 9. Усилители в приводных системах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 9.1. Предварительные усилители в приводных системах . . . . . . . . 109 9.2. Усилители мощности в приводных системах .............. 110 9.2.1. Управляемый генератор ............................ 110 9.2.2. Электромашинный усилитель мощности с поперечным полем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 9.2.3. Полупроводниковые усилители мощности ............ 121 10. Измерители ошибки приводных систем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 10.1. Датчики рассогласования и синхронной связи . . . . . . . . . . . . 126 10.2. Датчики перемещения, момента и усилия ................ 134 10.3 Датчики скорости ..................................... 137 11. Некоторые типы электрических приводов систем управления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 11.1. Приводы постоянного тока ............................. 141 4

Стр.4

11.2 Приводы переменного тока ............................. 143 11.3 Приводы с управляемыми электромагнитными муфтами . . . 146 12. Коррекция динамических свойств приводных систем . . . . . . . 149 12.1. Влияние добротности на устойчивость и точность системы ... 149 12.2. Последовательные корректирующие устройства . . . . . . . . . . 150 12.3. Коррекция глубокой отрицательной обратной связью ...... 157 13. Частотные характеристики замкнутой системы . . . . . . . . . . . . 163 14. Динамическая точность системы и ее связь с частотными характеристиками . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164 15. Динамические возможности следящих приводов ............ 167 15.1. Предельная амплитуда колебаний выходного вала . . . . . . . . 170 15.2. Частотные характеристики замкнутой приводной системы с учетом предельной амплитуды колебаний выходного вала . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174 16. Приводные системы с релейным управлением .............. 176 16.1. Основные положения теории релейных приводных систем .................................... 177 16.2. Построение фазовых траекторий с учетом запаздывания релейного элемента ................................... 181 16.3. Построение фазовых траекторий с учетом влияния стабилизирующей связи • θ (скорости рассогласования) . . . . 183 16.4. Построение фазовых траекторий с учетом влияния момента нагрузки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185 16.5. Определение параметров автоколебаний ................. 187 17. Приводные системы с цифровым управлением. . . . . . . . . . . . . . 189 17.1. Некоторые сведения из теории дискретных систем . . . . . . . . 190 17.1.1. Дискретное преобразование лапласа ................ 191 17.1.2. Экстраполятор и его передаточная функция .......... 192 17.1.3. Дискретная передаточная функция разомкнутой цифровой системы ................................ 193 17.1.4. Частотные характеристики цифровых систем ......... 195 17.2. Основные структуры цифровых приводных систем ........ 198 17.3. Перспективные структуры с микропроцессорным управлением .........................................203 Литература .................................................206 5

Стр.5