МЕСТО ДЛЯ РЕКЛАМЫ I
Все справочники Предисловие
Глава 5
Асинхронные микромашины автоматических устройств
  1. Устройство и основные конструктивные типы асинхронных исполнительных двигателей
  2. Исполнительный двигатель с амплитудным управлением
  3. Исполнительный двигатель с фазовым управлением
  4. Исполнительный двигатель с амплитудно-фазовым управлением (конденсаторная схема)
  5. Быстродействие исполнительных двигателей и их сравнение при различных способах управления
  6. Асинхронный тахогенератор
  7. Устройство и принцип действия вращающихся трансформаторов
  8. Синусно-косинусный вращающийся трансформатор
  9. Линейный вращающийся трансформатор
  10. Вращающийся трансформатор-построитель
  11. Принцип действия системы синхронной связи и устройство сельсинов
  12. Трансформаторный режим работы однофазных сельсинов
  13. Индикаторный режим работы однофазных сельсинов
  14. Дифференциальные сельсины
  15. Магнесины
  16. Трехфазные сельсины
  17. Использование вращающихся трансформаторов в системе дистанционной передачи угла
Глава 6
Синхронные машины
  1. Назначение и принцип действия синхронной машины
  2. Устройство синхронной машины
  3. Особенности конструкции синхронных машин большой мощности
  4. Работа генератора при холостом ходе
  5. Работа генератора под нагрузкой
  6. Векторные диаграммы генератора
  7. Внешние и регулировочные характеристики генератора
  8. Определение индуктивных сопротивлений синхронной машины
  9. Параллельная работа синхронного генератора с сетью
  10. Режимы работы синхронного генератора при параллельной работе с сетью
  11. Мощность и электромагнитный момент синхронной машины
  12. Статическая устойчивость
  13. Синхронный двигатель
  14. Пуск синхронного двигателя
  15. Регулирование частоты вращения синхронных двигателей. Вентильный двигатель
  16. Синхронный компенсатор
  17. Понятие о переходных процессах в синхронных машинах
  18. Несимметричные режимы работы синхронных генераторов
  19. Особенности работы синхронного генератора на выпрямительную нагрузку
  20. Сверхпроводниковые синхронные генераторы
  21. Однофазная синхронная машина
Глава 9
Глава 10
Нагревание и режимы работы электрических машин
  1. Нагревание электрических машин
  2. Режимы нагрузки электрических машин
Заключение Список литературы

§ 9.2. МИКРОДВИГАТЕЛИ

Типы микродвигателей. Микродвигатели постоянного тока, применяемые в автоматических устройствах, используют для вращения различных механизмов и преобразования электрического сигнала в механическое перемещение вала. В последнем случае их называют исполнительными двигателями постоянного тока.

В зависимости от конструкции якоря микродвигатели постоянного тока подразделяют на микродвигатели с якорем обычного исполнения, полым якорем, беспазовым (гладким) якорем, а также с дисковым и цилиндрическим якорем с печатной обмоткой.

Микродвигатели с якорем обычного исполнения. В таких микродвигателях магнитный поток создается обмоткой возбуждения, расположенной на полюсах (рис. 9.3), или постоянными магнитами. В первом случае магнитную систему выполняют, как правило, полностью шихтованной, причем корпус и полюсы изготовляют в виде одного общего пакета, собранного из штампованных листов требуемого профиля. Это необходимо, потому что микродвигатели работают обычно в переходных режимах. Во втором случае на статоре располагают

Рис. 9.3. Устройство микродвигателей постоянного тока с якорем обычного исполнения: 1 - корпус (станина); 2 — обмотка возбуждения; 3 — полюс; 4 — якорь; 5 — обмотка якоря; 6 — подшипниковый щит; 7 — коллектор

массивный постоянный магнит цилиндрической формы или несколько магнитов, выполненных в виде полюсных сердечников, скоб и др. В исполнительных микродвигателях магнитную систему обычно делают ненасыщенной, чтобы реакция якоря не оказывала влияния на его магнитный поток, а следовательно, и на частоту вращения. Обмотку якоря укладывают в пазах сердечника якоря и присоединяют к коллектору, так же как и в машинах постоянного тока нормального исполнения.

Микродвигатели с полым якорем. Магнитный поток в них создается обмоткой возбуждения (рис. 9.4,а) или постоянными магнитами (рис. 9.4,б). Якорь представляет собой полый стакан, расположенный между полюсами и неподвижным ферромагнитным сердечником, который насаживают на втулку подшипникового щита. Вместо сердечника внутри якоря может быть неподвижно установлен комплект постоянных магнитов цилиндрической формы. Обмотку якоря укладывают на цилиндрический каркас и заливают эпоксидной смолой; концы секций обмотки соединяют с пластинами коллектора. После полимеризации эпоксидной смолы якорь с коллектором представляет собой монолитную конструкцию.

Рис. 9.4. Устройство микродвигателей постоянного тока с полым якорем: 1 — корпус; 2 — об-мотка возбуждения; 3 — полюс; 4 — полый якорь; 5 — ферромагнитный сердечник; 6 — подшипниковый щит; 7 — коллектор; 8 — постоянные магниты

Момент инерции полого якоря невелик, благодаря чему существенно повышается быстродействие двигателя. Отсутствие насыщения в зубцах позволяет значительно увеличить индукцию в воздушном зазоре микродви- гателя, т. е. его магнитный поток и номинальный вращающий момент по сравнению с микродвигате- лями, имеющими якорь обычного исполнения, что также способствует повыше- нию быстродействия двигателя.

Недостатком микродвига- телей с полым якорем является необходимость значительного увеличения МДС обмотки возбуждения, так как воздушный зазор у них гораздо больше, чем в двигателях обычного исполнения. Последнее приводит к некоторому увеличению массы, габарит- ных размеров машины и потерь мощности в обмотке возбуждения. Однако КПД рассматриваемых микродвигателей из-за отсутствия потерь в стали имеет примерно такую же величину, как и у микродвигателей с якорем обычного исполнения (η = 0,3 ÷ 0,45 в двигателях мощностью 1 — 15 Вт).

Микродвигатели с печатной обмоткой якоря. Их выполняют с дисковым и цилиндрическим якорем.

Микродвигатели с дисковым якорем (рис. 9.5) имеют плоскую печатную обмотку якоря, нанесенную на тонкий диск из немагнитного материала (керамики, текстолита и т. п.). Возбуждение осуществляется постоянными магнитами с полюсными наконечниками, выполненными в виде кольцевых сегментов. Создаваемый ими магнитный поток проходит в аксиальном направлении через два воздушных зазора и дисковый якорь с печатной обмоткой и замыкается по двум кольцам, изготовленным из магнитномягкой стали; кольца служат боковыми ярмами. Постоянные магниты или электромагниты могут быть расположены по одну сторону диска или симметрично с обеих сторон, как показано на рис. 9.5, а.

Печатную обмотку наносят на дисковый якорь (рис. 9.5,6) электрохимическим способом: ее проводники располагают радиально по обе стороны диска и соединяют между собой гальваническими соединениями через сквозные отверстия в диске; изоляцией между отдельными проводниками служит воздух и материал диска. Все процессы нанесения проводников

Рис. 9.5. Устройство микродвигателя с печатным дисковым якорем: 1 — постоянные магниты; 2 — полюсные наконечники; 3, 8 — стальные кольца (ярма); 4 — диск якоря; 5 — щеткодержатель; 6 — подшипниковый щит; 7 — корпус
на диск и их соединения в обмотку полностью механизи- рованы.

Каждая секция печатной обмотки состоит из двух провод- ников, расположенных на различных сторонах диска. Поскольку число активных проводников ограничено размерами диска, для увеличения напряжения применяют простую волновую обмотку. Чтобы уменьшить длины лобовых соединений, эти микродвигатели выполняют многополюсными (2р = 6 ÷ 8). В некоторых случаях применяют полюсные наконечники, выступающие за внешние лобовые соединения, которые при этом становятся активными частями обмотки (в них индуцируется ЭДС). Обычно микродвигатели с печатной обмоткой якоря не имеют коллектора; роль его выполняют части проводников, расположенные на одной из сторон дискового якоря, по которым скользят щетки. Однако в некоторых конструкциях для повышения срока службы печатной обмотки на валу якоря устанавливают коллектор, к которому выводят концы секций. В исполнительных микродвигателях для ускорения торможения после снятия управляющего сигнала диск иногда изготовляют не из изоляционного материала, а из алюминия. При вращении в диске возникают вихревые токи, создающие тормозной момент, пропорциональный частоте вращения. Тормозной момент значительно уменьшает установившуюся частоту вращения микродвигателя.

Преимуществами микродвигателей с печатными обмотками якоря являются: 1) малый момент инерции якоря, что обеспечивает высокое быстродействие исполнительных микродвигателей; 2) хорошие условия коммутации из-за малой индуктивности секций, что повышает срок службы щеток и позволяет значительно увеличить перегрузочную способность микродвигателя; 3) лучшие условия охлаждения печатной обмотки по сравнению с обмоткой, уложенной в пазах якоря; это дает возможность значительно повысить плотность тока в проводниках обмотки якоря и уменьшить благодаря этому массу и габаритные размеры микродвигателей; 4) незначительное влияние реакции якоря, так как в якоре отсутствуют ферромагнитные элементы и его поток замыкается в основном по воздуху.

Недостатками микродвигателей с печатными обмотками якоря по сравнению с микродвигателями обычного исполнения являются: 1) большая МДС возбуждения из-за увеличения воздушного зазора; 2) увеличенные потери вследствие повышенной плотности тока в обмотке якоря, а при электромагнитном возбуждении также вследствие увеличенных потерь мощности в обмотке возбуждения; 3) меньший срок службы из-за износа проводников печатной обмотки, возникающего от трения щеток. Однако в микродвигателях с печатными обмотками практически отсутствуют магнитные потери в стали, поэтому при их возбуждении от постоянных магнитов КПД имеет приблизительно то же значение, что и в машинах обычного исполнения.

Применяются и микродвигатели с цилиндрическим якорем. Они выполнены принципиально так же, как и микродвигатель с полым якорем, и отличается от него лишь способом выполнения обмотки якоря. На обе стороны полого якоря электро­механическим способом наносят печатную обмотку, концы которой выводят к коллектору. По своим свойствам микродвигатели с цилиндрическим печатным якорем аналогичны микродвигателям с полым якорем.

МЕСТО ДЛЯ РЕКЛАМЫ II