г) Характеристики серводвигателей с порошковыми муфтами

Порошковые муфты имеют плавную зависимость передаваемого момента от тока в управляющей обмотке. Это свойство делает удобным применение таких муфт в сервомоторах систем автоматического управления.

Серводвигатель имеет две муфты 2 (рис. 5-17), которые создают на выходе моменты разных знаков.

Рис. 5-17. Схема серводвигателя с порошковыми муфтами.

Если токи в обмотках муфт равны, то результирующий момент на выходном валу 3 равен нулю. Если токи не равны, то появляется результирующий момент, знак и величина которого зависят от знака и величины разности токов (величина и направление скорости вращения двигателя 1 постоянны).

Для определенного диапазона изменения разности токов можно принять:

где Записывая это равенство, мы предполагаем, что результирующий момент не зависит от скорости вращения выходного вала. Последнее является следствием независимости моментов муфт от скорости проскальзывания.

Уравнение серводвигателя с порошковыми муфтами без нагрузки запишется в виде:

Отсюда

Таким образом, передаточная функция ненагруженного серводвигателя, связывающая угол поворота а с разностью управляющих токов, соответствует двум последовательно включенным интегрирующим звеньям.

Если в качестве входной величины рассматривать разность

напряжений управляющих обмотках, то передаточные функции записываются в форме

где - постоянная времени управляющих обмоток.

Порошковые муфты являются элементами практически однонаправленного действия: механическое движение на выходе почти не влияет на электрические процессы в управляющих обмотках.

При наличии сопротивления нагрузки

и

Величина есть внутреннее механическое сопротивление порошкового серводвигателя. Как видим, оно чисто инерционное.

Одно из достоинств серводвигателей с порошковыми муфтами — большой коэффициент усиления и малая потребная мощность сигнала управления. Другое достоинство этих серводвигателей хорошие динамические свойства, проявляющиеся в большом значении максимального ускорения выходного вала. К числу положительных качеств порошковых муфт следует отнести также большой срок службы, отсутствие толчков при плавном изменении управляющего сигнала.

Недостатками порошковых муфт являются возможность оседания ферромагнитных частиц, значительный вес и габариты мощных муфт.