1.3. Электромеханические преобразователи энергии
Общее представление процессов в ЭМП выглядит:
Закон сохранения энергии справедлив в течение всего процесса преобразования энергии, несмотря на то, что энергия существует в различных формах.
Распределение запасенной энергии между различными частями ЭМП будет отражаться как на статических, так и на динамических характеристиках ЭМП. Однако рассмотрение только энергии не дает в общем случае всей информации, необходимой для описания работы устройства. Такие факторы как особенности поля связи между электрическими и механическими переменными, полные сопротивления устройств (например, отношение напряжения к току или момента к скорости), являются основными при описании характеристик и режимов устройства, но они не могут быть найдены из принципа сохранения энергии.
Когда изучают процесс, используя обобщенные координаты и уравнения Лагранжа, систему описывают через ее энергетические параметры, которые должны удовлетворять закону сохранения энергии. Этот подход по сравнению с подходом, основанным на принципе сохранения энергии, в общем, более эффективен и систематизирован. Поэтому применение уравнений Лагранжа широко распространено при анализе физических процессов.
В этом случае при анализе процесса преобразования энергии, конечно, должен учитываться закон для сил между электрическими зарядами или закон для сил между электрическими токами, так как только они являются известными независимыми соотношениями между механическими силами и электрическими величинами.
Результирующее поле связи может быть электрическим или магнитным, но для преобразования энергии согласно Пойнтингу должны присутствовать и электрическое и магнитное поля. Однако преобразователь классифицируется как магнитный, если физическая структура его преимущественно ферромагнитная, или как электрический, если структура образована электрическим проводником в соответствующей диэлектрической среде.
Все эти соображения положены в основу разработки обобщенных моделей ЭМП.
1.4. Составы автоматических систем
В настоящее время нашли применение различные автоматические системы, которые независимо от областей техники делятся на разомкнутые, замкнутые и комбинированные.
В состав разомкнутой системы включают:
Устройство предварительной обработки информации – УПОИ.
Устройство формирования команд – УФК.
Усилительно-преобразовательное устройство – УПУ.
Исполнительное устройство – ИУ.
Управляемый объект – УО.
Задающее устройство – ЗУ.
|
УПОИ |
|
УФК |
|
УПУ |
|
ИУ |
|
УО |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЗУ |
|
|
|
|
|
|
|
В состав замкнутой системы включается дополнительно:
Измерительное устройство состояния объекта - ИУСО.
|
УПОИ |
|
УФК |
|
УПУ |
|
ИУ |
|
УО |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЗУ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ИУСО |
|
|
|
В состав комбинированной системы включают:
|
УПОИ |
|
УФК |
|
УПУ |
|
ИУ |
|
УО |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЗУ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ИУСО |
|
|
|
На основе общих представлений о системах можно построить ЭМС для любого технологического процесса или создать электропривод.