Индуктивные датчики с подмагничиванием могут выполняться очень малых размеров, с практически любым выходные сопротивлением, что облегчает их согласование с элементами коммутирующих устройств, и имеют высокую надежность.
Для индуктивных датчиков с переменным рабочим зазором и с подмагничиванием магнитной цепи необходимо применение генераторов повышенной частоты. Частота генератора должна быть на порядок выше частоты коммутации. Повышение частоты питания позволяет уменьшить размеры датчиков, но увеличивает потери и мощность генератора повышенной частоты.
В применяемых бесконтактных двигателях постоянного тока частота генератора равна 10—100 кГц. Частота генератора повышенной частоты должна быть достаточно стабильной, так как при ее изменении меняется величина выходных сигналов датчиков, что может нарушать работу коммутирующих устройств.
Инверторы для бесконтактных двигателей постоянного тока могут выполняться с применением транзисторов или управляемых диодов.
Устройство инвертора с использованием транзисторов с однополупериодным преобразованием (рисунок 20а) предусматривает включение последовательно с секцией силового транзистора, управление которым производится непосредственно от датчика положения или через усилитель. Усилитель в свою очередь может состоять из одного или нескольких транзисторов в зависимости от типа силового транзистора и мощности, поступающей от датчика. Практически наиболее выгодно применять датчики положения небольшой мощности, так как в этом случае возможно выполнение двигателя с более высоким к.п.д. и меньшими габаритами. При применении двухполупериодного. Преобразования секции обмотки якоря включаются, (рисунок 20б) по мостовой схеме при помощи четырех транзисторов, которые также управляются непосредственно датчиками положения или через усилители. Из сравнения схем, представленных на рисунках 20 а) и б) видно, что при двухполупериодном преобразовании значительно увеличивается число полупроводниковых элементов, усложняется схема и снижается ее надежность. Поэтому применение двухполупериодного преобразования может быть рациональным только для двигателей средней и большой мощности.
Рисунок 20 – Схемы инверторов на транзисторах: а – однополупериодного; б – двухполупериодного
Для надежной работы транзисторов и повышения к.п.д. инвертора транзисторы должны работать в режиме ключа. Поэтому сигналы от датчиков или предварительных усилителей должны иметь крутой фронт и величину, достаточную для насыщения транзисторов.
При выполнении инвертора с применением управляемых диодов требования к сигналам от датчиков положения снижаются, так как после открытия диода сигналы датчика не оказывают влияния на его работу. Для управления диодом необходима значительно меньшая величина сигнала, чем для триода той же мощности, и в инверторах для двигателей небольшой мощности промежуточных усилителей можно не применять. При этом схема значительно упрощается, а ее надежность возрастает. Для гашения управляемых диодов обычно используются конденсаторы, которые обеспечивают автоматическое гашение при включении противоположной секции. Для снижения числа конденсаторов и повышения надежности схемы инверторов с управляемыми диодами желательно выполнять двигатели с четным числом секций.
В качестве устройств для стабилизации скорости могут применяться центробежные регуляторы, тахометрические генераторы или просто дополнительные обмотки. При использовании центробежного регулятора возможно совмещение функций датчиков положения ротора, генератора повышенной частоты и регулятора скорости в одном устройстве (рисунок 21а).
Рисунок 21 – Устройства для стабилизации скорости: а – система с центробежным регулятором; 1 – неподвижный магнитопровод; 2 – катушка генератора повышенной частоты; 3 – катушки управления; 4 – обмотка центробежного регулятора; 5 – вращающийся магнитопровод; 6 – центробежный регулятор; б – тахогенератор с когтеобразным якорем: 1 – магнитопровод якоря; 2 – обмотка якоря; 3 – индуктор.
На неподвижном ферритовом магнитопроводе специальной формы размещается основная катушка генератора повышенной частоты и катушки, управляющие включением коммутирующих элементов. На подвижной части магнитопровода, расположенной на роторе и выполненной в виде сектора, находится многовитковая катушка и центробежный регулятор, замыкающий ее концы при превышении заданной скорости.
Для обеспечения надежной работы контактов регулятора в течение длительного времени желательно выполнять их на основе платины или золота. При необходимости центробежный регулятор может иметь герметичное исполнение.
Недостатком такой системы, как отмечалось, является неустойчивая работа регулятора при значительных вибрациях и ускорениях.
Тахометрические генераторы выполняются обычно магнитоэлектрическими с вращающимся цилиндрическим или звездообразным магнитом; для получения повышенной частоты генератор выполняют многополюсным. Конструкция якоря генератора может быть обычной или когтеобразной. Когтеобразный якорь позволяет при любом числе полюсов иметь одну дисковую обмотку, что значительно упрощает технологию ее изготовления.
Недостатком регуляторов с тахометрическим генератором является увеличение габаритов двигателя.
Для тахогенератора возможно использование магнитной цепи двигателя. В этом случае в пазах якоря укладывается дополнительная тахометрическая обмотка. Однако при этом возникает необходимость увеличения размеров пазов и следует учитывать влияние реакции якоря двигателя на напряжение тахогенератора.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.