книги / Применение постоянных магнитов в электромеханических системах
..pdf«(, СмЬ
I
0 \--------- |
Ь ------------- |
1------------- |
|
0,2 |
1 |
2 |
3 |
0,1 |
0,5 |
1,0 |
X * 1,5 |
Рис.о . Г/осдель нус хлрактсрмстии
ВЗМС при {.ф - иаг
Л И Т Е Р А Т У Р А
I .Исследование особенностей, рабочегб процесса силовой части реверсивных вентильных преобразователей в вентильных электромеха нических системах/ Н.II.Мелихов, В.А.Мороэов, А.А.Мельников и др. / А р.М оек, эн ер г.и н -та .1981. Выл.523. С .25-32.
2 , Принципы построения силовой, части реверсивных вентильных •электромеханических систем./ 0,.Е.Коротыгина, Н.Н.Мелихов, М.Ю*Ру- м янцев/А ез.докл .1 Всессюз. нвуч.-техн.конф^по электромеханотронике..Л .,1987, С .99-101.
БЕСКОНТАКТГМ МАГШТОЭЛЕОТШЕСКИЙ ДВИГАТЭШ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Какд.техн.наук доц.В.И^ ГАЛКИН, :з д . И.-П.ЛИХОШЗА'Л
Повышенная надежность бесконтактных электродвигателей постоян ного ^окаОДПТ),особенно в условиях высокого разрежения и агрес
сивных сред, обусловлена отсутствием механического щеточного ток о- подвода. Использование постоянных магнитов в качестве источников поля возбуждения полностью устраняет потери на трение в токоподводе и делает их экономичными в эксплуатации*Двигатели такого ти-. •па используются в гиростабилиэаторах и маховиках с магнитных под
весом ротрра,гироплатформах в качестве моментных двигателей,'
вентиляторах, проигрывателях |
и т ,д . [ 1 -3 ] ,в основном в устрой |
ствах, содержащих меховичные |
элементы..Последние сглаживают пот |
вышенные пульсации электромагнитного-момента бесконтактных! элек тродвигателей постоянного тока, вызванные ограничением электрон ных коммутирующих элементов. Расширение, области применения ЭДПТ
возможно за-счет внутренних резервов уменьшения пульсации электррмагнитного момента.
3 ‘ настоящей статье представлены результаты исследования., раз работанногоавторами бесконтактного магнитоэлектрического ЗДЩ‘ с невысоким уровнем пульсации электромагнитного момента, достигну того благодаря беэжелеэовой конструкции статора и выбору оптиг.
мального соотношения полюсного перекрытия,размера и .числа
коммутируемых секций.
Конструкция разработанного ЭДПТ показана на рис.Л , Статор выг; полнен в виде четырехслойной печатной.обмотки.торцевого типа 5 ,
Рис Л . Конструкция ЭДПТ
приклеенной к немагнитной подложке 6 . Для обеспечения минималь ных пульсаций электромагнитного момента обмотка статора типа вол
на - петля (толщина 1 ,4 мм) разделена на семь последовательно
соединенных секций. В пазах немагнитной подложки установлены сет
датчиков |
Холла 7 , являющихся чувствительными' |
элементами элект |
|||||
ронного |
коммутатора. Немагнитна1л. подложка вместе с обмоткой |
и да |
|||||
тчиками |
закреплена на неподвижном корпусе 8 , |
который в свою |
оче |
||||
редь |
крепится |
к переходному фланцу I I . |
Общая толщина статора |
(об |
|||
мотки |
с |
немагнитной подложкой) 4" мм. Ротор ЗДПТ представляет |
со |
||||
бой два |
ферромагнитных диска 4,5 с полюсными системами, установ |
||||||
ленными не дюралюминиевом маховике 2, |
На Каждом диске диаметром |
||||||
3 0 5 располагается по ЗС полисов 3 , |
10 чередующейся полярности, |
||||||
выполненных из |
5т Со5 .. Полюсные системы |
охватывают обмотку с |
|||||
подложкой с двух сторон и обращены друг-к |
другу разноимёнными |
||||||
полюсами. Односторонний воэдулпый зазор между погхсамя и статора ми 0,6 мм. Вал I ЭДПТ с установленным на чем ротором вращается' в радмаяьиоупорных шарикоподшипниках 12,13, закрепленных в пере ходном фланце I I .
Одной из важных конструктивных особенностей разработанного
ЗДПТ является |
совмещение его |
полюсов с |
полюсами датчика эле |
ктронного коммутатора. Это возможно, если |
ширина Ьр полюса I |
||
(р и с.2) равна |
ширине Ь§ секций |
обмотки 4, |
датчики Холла 3 уста |
новлены на немагнитной подложке 2 в-зоне непосредственного дейст
вия полюсных систем, |
а расстояние между |
датчиками равно ширине |
секции обмотки. |
|
|
Принцип дейстзия |
коммутатора поясняет |
?ис*3. Обмотка ЭДПТ |
состоит из семи последовательно соедик иных секций 4 . Напряжение от 'источника постоянного тока подаетсяна обмотку через транзис
торы 3 , которые открываются |
убавляющим напряжением датчиков Хол |
ла 2 , возбуждаемым полюсами I |
двигателя. При отсутствии напряжения |
на датчиках все транзисторы находятся в -закрытом состоянии, что равносильно включению между источником постоянного тока и обмот кой ЗДПТ бесконечно большого.сопротивления. Если датчик попадает в поле постоянного магнита, в нем появляется напряжениев которое открывает транзистор и подключает обмотку ЗДПТ к источнику посто янного тока. Каждый датчик управляет двумя транзисторами,один7 йэ* которых соединяет.обмотку с полобительнгм, а другой с отрицатель* ным полюсом источника постоянного тока,- При возбуждении датчика северным (южным ) полюсом открывается транзистор, соединяющий об мотку с положительным (отрицательным), полюсом источника постоянно
Рис.З. К принципу действия электронного
коммутатора
го ток * . |
|
|
|
|
На рис* 3 показано положенно, в, котором датчик, возбуждаемый |
||||
северным полюсом, .открыл1транзистор;, соединяющий обмотку в точке |
||||
а с |
полюсом источника постоянного т °к°* |
Находящиеся одновре- |
||
ыенно в |
поде тн 'о го полюса два датчика открыли |
два транзистора, |
||
соединяшие обмотку в точках Ь , С |
о отрицательным'полюсом истрч^ |
|||
ника постоянного тока. В результате секция |
Ьс+. |
смещенцай отно |
||
сительно полюсов на электрический |
угол € 0°, |
оказалась короткозамг |
||
кнутой*. При. повороте |
полюсной системы, на Электрический угол л /Я |
||||
южный полюс воздействует уже наодин датчик, |
а северный - на*два. |
||||
При етсм.секция |
Ье |
размыкается, |
а секция |
хи1 |
замыкается нако |
ротко. За один |
оборот |
осуществляется 210 переключений. |
|||
В процессе экспериментальных исследований ЭДПТ были сняты его |
|||||
цеханические |
|
, регулировочные Ол{(М ) и перегрузочные |
|||
%={(М) -характеристики (р и с.4-6.); |
., |
|
|
||
Пульсация момента собственно .'ЭДПТ определялась по изменению |
|||||
магнитного потока, -взаимодействующего с '^оком обмЬтки. С этой |
|||||
целью снималась |
кривая распределения индукций |
под полюсом (р и с.7)* |
|||
Площадь, огрвйиченная кривой, пропорциональна магнитному потоку > следоваТВльно, .и моменту ЭДГГГ. Площадь под кривой определялась в двух положениях: I ) сразу посла переключения секций , когда полюс . . .сдвинут из симметричного положения относительно обмотки
на четверть щирины секции $п\1п • ? ) когда полюс поставлен |
0 сим |
|
метричное, положение ( Втак ) . Пульсация момента равна |
|
|
ЛМ^ЛМ/ Мер** (5/пах" |
^т{л)/(^тах**$тсп) = 4 & /• |
% |
где ЛМ - пульсация момента; |
, 8т^п - шГощадь под кривой |
|
распределения ийдукции, ограниченная соответственно прямыми г, о[ <
и а |
, Ь \ параллельными оси'ординат;' Мср - ореднее .значение мо |
|||
мента; А М - изменение момента при переключении секций, |
|
|||
|
В результате эксперимента определены моментные характеристики |
|||
двигателя (р й с.в) |
и нестабильность частоты.вращений |
в‘ виде |
ее сред |
|
него |
квадратичного |
отклонения, составившая 1,9*1(РЧ6 |
при |
частоте |
вращения: 10 об/мин.' Разница в пульсации момента и частоте, вращения ротора объясняется как .наличием маховика,, так и высоким качеством системы регулирования тока двигателд, применявшейся в процессе ис пытаний ЭДПТ,
Р г% 6 . Нагрузочная характеристика ЭДПТ
Рис. 7 . Кривая распределения индукции на полисном делении
Ы 6 *
• Л И Т Е Р Д Т У Р А
1 . .Овчинников И .Е ., Лебедев'Н.И. Бесконтактный двигатель по стоянного тока автоматических устройств. М .,Л .: Наука, 1986.
2 . Дубенский А.А* Бесконтактные двигатели постоянного тока. М .: Энергия, 1967.
3 . Пентлики К .Д х., Побиу П, Маховик с магнитным подшипником/ Пер. с англ. м - Всесоюз. центр переводов науч.-техн . литературы и документации, 1978, Я А-64493.