б) Характеристики серводвигателей с электромагнитными муфтами

Статическая зависимость скорости вращения выходного вала от тока в обмотке одного из рабочих электромагнитов имеет вид, представленный на рис. 5-11. Такая разрывная характеристика гложет стать причиной появления в

Рис. 5-11. Статическая характеристика серводвигателя с электромагнитными муфтами при отсутствии вибрационной линеаризации.

системе автоматического управления автоколебаний со значительной плитудой.

Для получения плавной характеристики серводвигателей с фрикционными муфтами применяется импульсный режим работы (вибрационная линеаризация). Хотя такой режим сопряжен с повышенным износом фрикционных поверхностей и других деталей, он часто применяется, особенно в маломощных системах.

При импульсном режиме работы время замкнутости Т электромагнитных муфт пропорционально управляющему сигналу в определенном диапазоне изменения этого сигнала.

Если при данном знаке сигнала работает лишь одна муфта и обеспечивается торможение, то характер изменения мгновенной угловой скорости выходного вала серводвигателя при импульсном режиме работы может быть представлен графиками рис. 5-12.

Рис. 5-12. Изменение мгновенной скорости выходного вала при импульсном, режиме работы электромагнитной муфты.

Рис. 5-13. Изменение мгновенной угловой скорости выходного вала при импульсной поочередной работе электромагнитных муфт.

Средняя за период чередования угловая скорость вала при этом пропорциональна времени замкнутости электромагнитцой муфты

где .

Аналогичное соотношение имеет место при поочередной работе электромагнитных муфт (рис. 5-13), но в этом случае

где времена замкнутости одной и другой муфты, удовлетворяющие соотношению При наличии постоянного момента нагрузки наклон линии разгона в направлении действия момента увеличивается, а в противоположном направлении уменьшается (рис. 5-14), и средняя скорость при малых выражается формулой

где

Составляющая момента сил инерции возникающая за счет изменения средней скорости является относительно медленно меняющейся функцией времени. Ее можно рассматривать как момент

Рис. 5-14. Влияние нагрузки на мгновенную угловую скорость серводвигателя с электромагнитными муфтами. 1 — при холостом ходе; 2 — при постоянном моменте нагрузки.

при холостом ходе серводвигателя. Таким образом, при холостом ходе уравнение серводвигателя, работающего в импульсном режиме, имеет вид:

Соответствующая передаточная функция равна:

где

Если за входную величину принять

то

где время срабатывания электромагнитов. В соответствии с этим передаточная функция ненагруженного серводвигателя принимает форму:

или

где угол поворота.

Сервомотор с электромагнитными муфтами является элементом однонаправленного действия: угловое движение выходного вала практически не влияет на процессы в цепях электромагнитов. При наличии нагрузки с механическим сопротивлением величина равна:

и передаточная функция принимает вид:

Величина

есть внутреннее механическое сопротивление серводвигателя с электромагнитными муфтами, работающего в импульсном режиме. Как видно, внутреннее механическое сопротивление имеет активную и инерционную составляющие. Инерционная составляющая внутреннего сопротивления и постоянная времени Т для сервомоторов с электромагнитными муфтами сравнительно малы и ими часто пренебрегают.