Исполнительные асинхронные двигатели. Схемы замещения и параметры двухфазных исполнительных асинхронных двигателей. Вращающий момент двухфазного исполнительного асинхронного двигателя. Характеристики исполнительных асинхронных двигателей. Вращающиеся трансформаторы. Универсальные коллекторные двигатели и преобразователи. Синхронные машины общего применения. Синхронные двигатели для систем автоматики, страница 47

§ 13.11. Моментные вентильные двигатели

В § 9.10 были рассмотрены моментные асинхронные двигатели. В качестве моментных двигателей гироскопических систем используют как коллекторные, так и вентильные двигатели постоянного тока. Сравни тельная оценка моментных двигателей постоянного и переменного тока показала, что при одинаковых габаритах двигатели постоянного тока развивают момент на валу, более чем на порядок превышающий момент асинхронных двигателей. Вентильные двигатели благодаря своим высоким эксплуатационным показателям находят все большее применение в гироскопических системах.

В середине 60-х годов были разработаны постоянные магниты на основе редкоземельных элементов (РЗМ), имеющие недостижимые ранее коэрцитивные силы Н_с = 6 10² кА/м и магнитные энергии (ВН)_max = 16÷20 Дж/м³. Применение их для изготовления роторов позволило существенно увеличить вращающий момент без увеличения габаритов и улучшить электромеханические характеристики вентильных двигатлей. Это при использовании таких двигателей в качестве исполни тельных устройств систем автоматики во многих случаях позволило от казаться от редуктора. Для удобства сочленения с нагрузкой статор и ротор электрической машины изготовляют плоской формы и как отдельные конструктивные элементы, не имеющие общего корпуса и подшипников.

Нечувствительность редкоземельных магнитов, из которых выполняют роторы вентильных двигателей, к размагничивающему действию токов якоря позволило обеспечить долговременную работу двигателя в режиме пусковых токов, значения которых зависят лишь от температурной стойкости постоянных магнитов и изоляции обмоточного провода якоря.

Отсутствие редуктора, позволяющее увеличить момент, общность характера рабочих режимов и конструктивные особенности позволили распространить понятие «моментный» на вентильный двигатель, работающий в качестве исполнительного устройства безредукторных силовых систем автоматики.

На рис. 13.29 приведена схема конструкции моментного вентильного двигателя. Постоянный магнит 2 укрепляют на роторе 1 с помощью не магнитных щечек 3. Магнитный поток замыкается через полюсные наконечники 6, воздушный зазор и статор 4. На статоре уложена обмотка электрической машины 5.

Использование моментного вентильного двигателя в качестве исполнительного элемента систем автоматики дает целый ряд преимуществ по сравнению с традиционными решениями:

1)  повышенный ресурс работы за счет отказа от редуктора и применения высоконадежного вентильного двигателя;

2)  улучшенные массогабаритные показатели;

3)  большое отношение вращающего момента к моменту инерции ротора, что обеспечивает высокое быстродействие;

4)  большая механическая жесткость за счет непосредственного соединения ротора с нагрузкой и отсутствия люфтов, присущих редуктору;

5)  высокая разрешающая способность системы в целом из-за отсутствия упругих связей и люфтов;

6)  гибкость структуры электроприводов на основе вентильного двигателя;

7)  стабильность характеристик при изменении условий окружающей среды.

Основные технические данные моментных вентильных двигателей приведены в табл. П.41.

К моментным вентильным двигателям, применяемым в моментно-разгрузочных приводах систем гироскопической стабилизации, системах точного позиционирования и стабилизации частоты вращения на низких и сверхнизких частотах вращения, предъявляют жесткие требования к пульсациям вращающего момента.

Пульсации вращающего момента в вентильных двигателях с позиционной коммутацией питания фазных обмоток (ВДПК) обусловлены скачкообразным характером перемещения МДС якоря (см. рис. 13.24) и коммутационными процессами в полупроводниковом коммутаторе.