Возможна постоянная работа ВД с искуственной комутацией тиристоров, обеспечиваемой, например с помощью комутирующих конденсаторов.
Статический преобразователь частоты со звеном постоянного тока и с инвертором напряжения.Здесь искуственная комутация вентилей инвертора.Групповой комутационный конденсатор может быть подключон к средней точке источника пиания рис. а, или к средней точке цепи, образованной групповыми комутационными вентилями и подключонной к полному напряжению звена постоянного тока рис.б.
Рис 6 (2 11.3)
Достоинства. Потери мощности в комутируемой цепи могут быть уменьшены более чем на порядок. Поэтому практически снимается ограничение на число комутаций за период выходной частоты при использовании широтно-импульсного метода (ШИМ) для регулирования формы кривой напряжения инвертора и величины этого напряжения. Т.О. СПЧ, выполненный на основе выпрямителя и инвертора напряжения обеспечивает повышенное использование вентилей по отношению к инверторам тока. Обеспечивает максимальное использование самого двигателя, улучшает его энергетические показатели и показатели всего привода в целом.
Трёхфазный мостовой инвертор с искуственной комутацией
Рис 7 (Б-5.26)
4.Типы применяемых роторов с постоянными магнитами.
Статор обычно такой же как и в обычных синхронных машинах. С пазами или, если применяются высококоэроцитивные магниты, может применяться беспазовая конструкция. Применение беспазовой конструкции позволяет увеличить линейные нагрузки и снизить массогабаритные показатели.
Основная специфика ВМ с постоянными магнитами связана с конструкцией ротора, несущего постоянные магниты.
Звездообразный ротор.
Рис. 8 а (Б-2.20)
Содержит звездообразный литой магнит 1, крепящийся на валу с помощью немагнитной заливки 2.
Достоинство ротора – простота конструкции и высокая степень заполнения его объёма магнитом.
Недостатки: 1)низкая механическая прочноть из-за хрупкости магнитотвёрдых матерьялов и остаточных напряжений при отливке; 2)рабочие индукции ротора 0.2…0.4 Тл, что обусловленно низкой степенью защищённости магнита от внешних размагничивающих воздействий; 3)ротор имеет способность намагничиваться поперечной реакцией якоря, это искажает основное поле машины; 4)процесс намагничивания звездообразных магнитов затруднён.Обычно на роторе размещается короткозамкнутая обмотка, для обеспечения асинхронного пуска, как показано на рис. под б. Так же применяют конструкцию, когда ПМ и обмотка примыкают не радиально, а вдоль оси, что уменьшает диаметр активной зоны. При двухполюсных магнитах можно применять безвальную конструкцию, как на рис. под в. На целолитой магнит 1 напрессовывается обмотка 2.
Когтеобразный ротор.
Рис 9 а(2,21)
Состоит из цилиндрического постоянного магнита 1, к торцам которого примыкают шайбы 2 и 4 из магнитомягкой стали, с когтеобразными выступами 3 и 5. Выступы левой шайбы чередуются по окружности с выступами правой шайбы. Когтеобразные выступы по отношению к статору образуют систему полюсов с чередующейся полярностью.
Главным достоинством является то, что магнит защищён магнитомягкими элементами от внешнего воздействия. Намвгничивание производится в собранном виде внешним однородным полем. Степень использования магнита велика, индукции 0,6…0,7 Тл. Кроме того магнит имеет простую форму и расположен близко к центру ротора.
Недостатоки – пониженнная степень заполнения объёма постоянным магнитом, возможность отгиба когтеобразных выступов под действием центробежных сил, повышенные радиальные размеры.
В сдвоенной когтеобразной конструкции ротора (рис. под б.) можно примерно вдвое уменьшить поток каждого магнита и сократить диаметр магнитов.
Ротор с призматическими магнитами. Существует две модификации – с радиальным и тангенциалиным намагничиванием.
Возможная конструкция высокоскоростного ротора с радиальным намагничиванием приведена на рис.10 а. Ротор содержит радиально расположенные магниты 1, примыкающие к магнитной втулке 5, а снаружи к магнитомягким участкам сварного цилиндра 3, которые выполняют роль полюсов. Там (3) может распологаться демферная (успокоительная) обмотка, которая улучшает защиту магнита и предотвращает колебания ротора. Так же она гасит встречно-вращающиеся составляющие поля и обеспечивает асинхронный пуск. Благодаря сварному цилиндру увеличивается мех. Прочность и окружные скорости могут достигать 150 м/с и более, благодаря хорошему экранированию индукции 0,6…0,8 Тл.
В роторе с тангенциальным намагничиванием как на рис.10 б магниты 1 примыкают к немагнитной втулке 2, а снаружи к немагнитным участкам 3 наружного сварного цилиндра, который так же имеет и магнитные участки 4. Между магнитами находятся секторы 5 из магнитомягкой стали.
Такая конструкция особенно рациональна при использовании магнитов на основе редкоземельных металлов типа самарий-кобольтовых.
Важная особенность – возможность получения в зазоре рабочих индукций превышающих индукцию в магните и даже остаточную индукцию.
В конструкциях с призматическими магнитами наружный сварной цилиндр обеспечивает большие окружные скорости, а магнитомягкие полюсные элементы хорошую защиту магнитов.
Недостатком конструкции являются значительные поверхностные потери от зубцовых гармоник поля. Эти потери очевидно отсутствуют при беспазовой конструкции ротора.
В машинах небольшой мощности вмесо сварного цилиндра может применяться сплошной бондаж из прочногонемагнитного матерьяла, например титана. Так же может наматываться нитяной бондаж из прочного органического волокна. Если наружный бондаж наматывается из проволочной стали 12Х18Н9Т, то немагнитные участки могут создаваться спомощью специальной термообработки. В ряде случаев эфективны бондажи из углеродного волокна и влокна бора.
5.Типы применяемых датчиков положения ротора.
Специальным элементом ВД является блок датчиков, фиксирующих положение ротора (ДПР) или магнитного потока.
В относительно мощных двигателях получили распрастранение индукторные ДПР.
Рис 10 (Б-5.38)
Состоит из шихтованного сердечника 1 с первичной 2 и вторичной 3 обмотками. На роторе размещаются магнитомягкие накладки 4. Обмотка 2 питается от генератора высокой частоты (более 1.5…2 кГц). Если накладка 4 располагается под сердечником 1, то симметрия магнитной системы нарушается и в обмотке 3 появляется высокочастотный трансформаторный сигнал, который усиливается, преобразуясь в прямоугольные импульсы и подаётся на соответствующие электроды вентилей.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.