Нелинейность механической

Наиболее просто решается задача в частном случае, когда нелинейность характеристики мала или когда участок характеристики, в пределах которого работает н. э., известен и может быть аппроксимирован прямой без излома. В этом случае н. э. заменяется источником постоянной э. д. с. и линейным сопротивлением, равным дифференциальному сопротивлению н. э.; цепь рассчитывается как линейная (см. пример 3-3).

Переходные процессы в нелинейных цепях носят более сложный характер, чем в линейных. Нелинейность характеристики какого-либо элемента электрической цепи существенно влияет на характер переходного процесса по сравнению с линейной цепью. Нелинейность изменяет скорости нарастания или спада переходного тока (или напряжения), максимальные и минимальные значения переходных величин и т. д.

то напряжение на выходе цепи обратной связи будет одинаково по значению с напряжением внешнего источника t7Bx, совпадая с ним по фазе. Если замкнуть цепь обратной связи, то устройство начнет работать как автогенератор. Поэтому выражение (5.1) является условием существования незатухающих (стационарных) колебаний в автогенераторе. При р<1//С напряжение на выходе цепи обратной связи слишком мало, напряжение на выходе уменьшается и колебания исчезают. При р>1//С напряжение на выходе увеличивается до тех пор, пока нелинейность характеристики усилителя не приведет к уменьшению К до значения, при котором выполняется условие (5.2).

В первом приближении можно считать, что нелинейность вольт-амперной характеристики варистора зависит от степени нагрева точечных контактов. В области этих контактов, имеющих малое сечение, проходят токи большой плотности, что приводит к их местному перегреву. С повышением температуры уменьшается сопротивление контакта и появляется нелинейность вольт-амперной характеристики ( 10.4). Типичной особенностью этой характеристики является ее симметричность. Дополнительная нелинейность характеристики имеет место из-за влияния эффекта лавинного пробоя областей объемного заряда на поверхности кристаллов.

Пусть характеристика передачи уровней рассматриваемого звена нелинейна, т. е. U,w(t) = <р(?/„(/)) ?= kUn(t), где Un(t) и UBM(t) — напряжение на входе и выходе звена; k — постоянный коэффициент. Обычно нелинейность характеристики передачи уровней невелика, поэтому ее представляют в виде

Наличие поправочной функции в (12.9) указывает на нелинейность характеристики преобразователя относительно магнитной индукции. Практически линейной можно считать функцию преобразования такого преобразователя, в котором отношение длины к ширине больше 2...3 и верхний предел диапазона преобразования по индукции не превышает 1...5 Тл.

Перечисленные составляющие выходного напряжения, сопутствующие напряжению Холла, являются источниками погрешностей преобразователей Холла и вызывают нелинейность характеристики преобразования. Оценить эти влияющие напряжения можно в результате измерения выходного напряжения при поочередном изменении направлений управляющего тока и индукции и решения системы уравнений:

Таким образом, нелинейность характеристики емкостного дифференциального преобразователя ?/ук = f (Д8) определяется отношением выходного сопротивления моста к входному сопротивлению последующей цепи указателя. На 3-10 представлены кривые зависимости выходного напряжения моста от относительного перемещения подвижных пластин для различных величин а. По этим кривым можно определить допустимое рабочее перемещение и чувствительность моста.

При движении поршня замыкается сначала контакт 9, а затем контакт 8. Конденсаторы Ct и С2 разряжаются на линию, и измерительное устройство получает два импульса, время между которыми зависит от измеряемого зазора. Интересная особенность этого устройства заключается в том, что для связи датчика с измерительным устройством достаточно всего одной пары проводов. Некоторым недостатком является нелинейность характеристики, требующая применения в измерительном устройстве специальных цепей коррекции (см. § 25-5).

Наиболее просто решается задача в частном случае, когда нелинейность характеристики мала или когда участок характеристики, в пределах которого работает н.э., известен и может быть аппроксимирован прямой без излома. В этом случае н. э. заменяется источником постоянной э. д. с. и линейным сопротивлением, равным дифференциальному сопротивлению н. э.; цепь рассчитывается как линейная (см. пример 3-2).,

Переходные процессы в нелинейных цепях носят более сложный характер, чем в линейных. Нелинейность характеристики какого-либо элемента электрической цепи суще-

параметры электрической схемы замещения; пусковой момент; параметры при заданной угловой скорости; параметры при заданном моменте нагрузки; холостой ход; режим максимальной мощности; режим максимального момента; режим максимального КПД; рабочие характеристики; механическая характеристика (таблица); зависимость ускоряющего момента (таблица); момент самохода при заданной температуре; напряжение трогания (УАД); нелинейность механической характеристики; нелинейность характеристики управления; характеристика амплитудного управления.

Особенно разнообразна группа специальных требований: 1) заданная нелинейность механической характеристики Дт и ее крутизна kw = nx/MK — отношение частоты вращения в режиме холостого хода к пусковому моменту (наиболее жесткие требования по Д/n предъявляют к ИД для точных приборных систем); 2) высокое быстродействие — малые значения электромеханической постоянной времени 7\ь а иногда и малый момент инерции /; 3) большие кратность регулирования частоты вращения и диапазон линейного регулирования Дя; 4) отсутствие самохода при снятии сигнала; 5) высокая чувствительность — малое напряжение трогания ^у.трог/t/yn; 6) ограниченная мощность управления, и др.

В качестве критерия для оценки нелинейности механической характеристики выбирается наибольшее отклонение характеристики m—f(v) от прямой, проходящей через точки холостого хода vx и пуска v = 0. Нелинейность механической характеристики обозначается Am и находится с помощью построения, показанного на

В качестве выходных показателей, характеризующих свойства ИД, обычно рассматриваются начальный пусковой момент Л1К, номинальная полезная мощность па валу Рци, вращающий момент Л1„ и частота вращения п„, кратность пускового момента &п — = МК/М„, нелинейность механической характеристики i\m, соотношения мощности управления и возбуждения в номинальном режиме Py.n/Рвм и при пуске Ру.к/Рв.к, электромеханическая постоянная времени Тм, относительное напряжение трогания Uy.Tpor/Uy.n, зона пропорционального регулирования Да и КПД г. Электромеханическая постоянная времени, от значения которой зависит быстродействие ИД, рассчитывается по данным опытов (с):

б) для исполнительных двигателей — нелинейность механической характеристики при различных способах управления (амплитудное, фазовое, амплитудно-фазовое) и коэффициентах сигнала;

• зависимость значений пьезоэлектрических коэффициентов от механического напряжения (нелинейность), механической предыстории (гистерезис),частоты(диэлектрическая вязкость);

Анализ механических характеристик по уравнению момента (3.9) показывает, что при всех способах управления характеристики нелинейны и их жесткость уменьшается с уменьшением сигнала управления. Нелинейность механической характеристики, т. е. отклонение ее от линейной, определяется как отношение наибольшей по абсолютному значению разности между действительным враща-

Особенно разнообразна группа специальных требований: I) заданная нелинейность механической характеристики Am и ее крутизна &дв = ях/Мк — отношение частоты вращения в режиме холостого хода к пусковому моменту (наиболее жесткие требования по Am предъявляют к ИД для точных приборных систем); 2) высокое быстродействие — малые значения электромеханической постоянной времени Тм, а иногда и малый момент инерции /; 3) большие кратность регулирования частоты вращения -и диапазон линейного-регулирования А«; 4) отсутствие самохода при снятии сигнала; 5) высокая чувствительность — малое напряжение трогания t/у.трог/^уп; 6) ограниченная мощность управления, и др.

В качестве критерия для оценки нелинейности механической характеристики выбирается наибольшее отклонение характеристики m — f(v) от прямой, проходящей через точки холостого хода vx в пуска v = 0. Нелинейность механической характеристики обозначается Am и находится с помощью построения, показанного на

В качестве выходных показателей, характеризующих свойства 1!Д, обычно рассматриваются начальный пусковой момент Л1К, номинальная полезная мощность на валу Ряп, вращающий момент Мн и частота вращения пн, кратность пускового момента kn = = МК/М„, нелинейность механической характеристики Лот, соотношения мощности управления и возбуждения в номинальном режиме Ру.н/Рвл, и при пуске РУ.К/РП.К, электромеханическая постоянная времени Тм, относительное напряжение трогания ?/у.тр(>г/?/у.н, зона пропорционального регулирования Да и КПД ц. Электромеханическая постоянная времени, от значения которой зависит быстродействие ИД, рассчитывается по данным опытов (с):

б) для исполнительных двигателей — нелинейность механической характеристики при различных способах управления (амплитудное, фазовое, амплитудно-фазовое) и коэффициентах сигнала;

поля) или М—/(и) при U — const обычного и исполнительного асинхронных двигателей. С увеличением $,ф нелинейность механической характеристики ДА/ уменьшается. Но чем больше SK_, тем меньше мощность на валу двигателя и его КПД. Поэтому номинальная мощность АИД примерно в 2-5-3 раза меньше номинальной мощности обычного двигателя при одинаковых габаритах. Нелинейность механической характеристики существующих АИД АМ/Л/пуск колеблется в пределах 0,04^-0,58. Меньшие значения относятся к прецизионным двигателям с фазовым управлением, большие — к конденсаторным АИД с амплитудно-фазовым управлением.