Математическое описание синхронной машины в режиме вентильного двигателя. Вентильный двигатель с возбуждением от постоянных магнитов, страница 6

Двигатели с независимым возбуждением имеют внутреннюю фиксацию ротора при обесточенных обмотках, ток возбуждения не протекает по коммутатору, что позволяет снизить его установленную мощность по сравнению с двигателем с самовозбуждением, но такие двигатели конструктивно более сложны.

Двигатели с постоянными магнитами такие же характеристики, как и двигатели с независимым возбуждением, однако у них нет потерь на возбуждение.

Электромагнитный момент  индукторного шагового двигателя

,

где -м.д.с. обмотки независимого возбуждения (или эквивалентная величина для двигателя с другим типом возбуждения).

В индукторных шаговых двигателях используется первая гармоника

 Составляющая является характеристиками системы возбуждения, а вращающий момент  пропорционален току, тогда как для реактивных  шаговых двигателей он пропорционален квадрату тока.   Составляющая вращающего момента  также присутствует, но  имеет меньшее значение.

Нереверсивные шаговые двигатели. Шаговые двигатели этого типа , чаще всего однофазные или двухфазные, находят широкое распространение  благодаря чрезвычайной простоте системы управления. Их основная особенность – избирательное направление вращения, определяемое конструкцией двигателя.

       На рис.9 представлены схемы однофазных индукторных шаговых двигателей. У однофазного двигателя с несимметричным ротором (рис.9 а) при обесточенной обмотке ротор фиксируется  полем постоянных магнитов. При подаче на вход системы управления импульса ротор  поворачивается на угол   в сторону  клювообразных выступов. При  отключении обмотки он поворачивается ещё на угол  и фиксируется полем постоянных магнитов. Шаг ротора равен . Обычно двигатели такого типа выполняются многополюсными. Однонаправленное движение ротора характерно для конструкций с неперпендикулярным расположением фиксирующих и управляющих полюсов статора (рис.9) При подаче импульса управления  ротор начинает движение в сторону управляющих полюсов и достигает максимальной скорости  в рис.10. Развертка магнитной системы двухфазного реактивного шагового двигателя в положении, соосном с осью полюсов. В этот момент система управления отключает обмотки,  ротор продолжает движение по инерции и под действием поля фиксирующих магнитов приходит в новое устойчивое положение.            

Рис.10                      Шаг двигателя равен  . Эти двигатели  также выполняются многополюсными.

Если в конструкции двигателя, представленной на рис.9,а, постоянные магниты заменить управляющими полюсами,  то получится двухфазный реактивный шаговый двигатель.  У такого  двигателя  движение ротора  будет происходить под влиянием магнитного потока фазных обмоток.  С целью уменьшения шага ротора и  увеличения  равномерности вращения целесообразно использовать двигатели с большим числом зубцов на роторе (рис. 10).  Полюсы статора и ротора имеют зубцы  с одинаковым зубцовым делением,  зубцовые выступы (клювы) обеспечивают пусковой момент и однонаправленность вращения.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

    1.Конструирование роботов: Пер. с франц./Андре П., Кофман Ж.-М., Лот Ф.,Тайар Ж.-П.-М.: Мир,1986

    2.Хрущев В.В.  Электрические машины систем автоматики. Энергоатомиздат,1985

    3.Юферов Ф.М.Электрические  машины  автоматических  устройств: Учебник для вузов. М.:Высш.шк.,1976

    4.Копылов И.П.    Электрические машины. М.:Энергоиздат,1986.

    5.Брускин Д.Э.  и др.  Электрические машины:  D 2-х  ч. Учеб. для электротехн. спец. вузов.-М.Высш.шк.,1976

    6.Волков Н. И. Миловзоров В.П.Электромашинные устройства автоматики. - М.:Высш.шк.,1986.

    7 Кенио Т. Шаговые двигатели и их микропроцессорные системы управления. Пер. с англ.- М.:Энергоатомиздат,1987.

    8. Сафонов Ю.Н. Электроприводы промышленных роботов.- Энергоатомиздат, 1990.