Микродвигатели постоянного тока

Микродвигатели постоянного тока (МД ПТ) используют для вращения различных механизмов систем автоматики и преобразования электрического сигнала управления в механическое вращение вала. В последнем случае их называют исполнительными ДПТ.

В зависимости от конструкции якоря МДПТ подразделяют на двигатели с якорем обычного типа, с полым, беспазовым (гладким) якорем, а также с дисковым якорем с печатной обмоткой.

Микродвигатели с обычным якорем. В МДПТ с обычным якорем магнитный поток Фв создается обмоткой возбуждения, питаемой от источника сигнала, или постоянными магнитами. В исполнительных двигателях магнитную систему (магнитопровод с полюсами и с обмоткой возбуждения) делают ненасыщенной, чтобы реакция якоря не оказывала заметного влияния на магнитный поток машины, а следовательно, и частоту вращения якоря.

Управление частотой вращения якоря (как и у обычных ДПТ) — якорное или полюсное. При полюсном управлении обмотка возбуждения подключается к датчику сигнала, а обмотка якоря — к сети. При якорном управлении обмотка якоря подключается к датчику сигнала непосредственно или к выходу усилителя, на вход которого поступает сигнал с датчика.

Микродвигатели с полым якорем. Магнитный поток МДПТ с полым якорем создается обмоткой возбуждения ОВ (рис. 9.12). Якорь представляет собой полый стакан /, расположенный между полюсами статора 2 и неподвижным ферромагнитным сердечником 3. Обмотку якоря укладывают на цилиндрический каркас (стакан) и заливают эпоксидной смолой. Концы секций обмотки

Рис. 9.12

соединяют с пластинами коллектора 4. Момент инерции полого якоря невелик, благодаря чему существенно повышается быстродействие МД ПТ.

Так как секции обмотки якоря окружены воздухом, а не ферромагнитным материалом, как у МДПТ с обычным якорем, то обмотка якоря имеет гораздо меньшую индуктивность. Это существенно улучшает условия эксплуатации двигателя, что в свою очередь увеличивает срок службы щеток и повышает стабильность выходной характеристики п = f(Uy).

Недостатком МДПТ с полым якорем является необходимость значительного увеличения МД С обмотки возбуждения, так как воздушный зазор у них гораздо больше, чем у обычных ДПТ. Последнее приводит к некоторому увеличению массы, габаритных размеров машины и потерь мощности в обмотке возбуждения. Однако КПД МДПТ с полым якорем имеет примерно такую же величину (г| = 0,3— 0,45 в двигателях мощностью 1 — 15 Вт), как и МДПТ с якорем обычной конструкции.

Микродвигатели с гладким якорем. В микродвигателях с беспа- зовым (гладким) якорем обмотку якоря укладывают не в пазах, а на гладкой поверхности якоря и заливают эпоксидной смолой с ферромагнитным заполнением, что увеличивает быстродействие машины и уменьшает момент инерции якоря.

Микродвигатели с дисковым якорем. Микромашины постоянного тока с дисковым якорем (рис. 9.13) имеют плоскую печатную обмотку якоря, нанесенную на тонком диске из немагнитного материала (керамики, текстолита). Проводники обмотки якоря располагают по обе стороны диска и соединяют их гальваническими соединениями через сквозные отверстия в диске. Каждая секция печатной обмотки состоит из двух проводников, расположенных на различных

Рис. 9.13

сторонах диска. Роль коллектора выполняют части проводников, расположенные на одной стороне дискового якоря, по которым скользят щетки.

Возбуждение машины осуществляется постоянными магнитами с полюсными наконечниками, имеющими форму кольцевых сегментов. Создаваемый ими магнитный поток проходит в аксиальном направлении через два воздушных зазора и дисковый якорь с печатной платой и замыкается по двум кольцам из магнитной стали.

Вращающий момент МДПТ с дисковым якорем создается так же, как и в двигателях с цилиндрическим якорем, в результате взаимодействия тока в обмотке якоря с магнитным полем статора. Он действует в плоскости дискового якоря и приводит его во вращение. Преимуществами МДПТ с дисковым якорем являются:

  • • небольшой момент инерции якоря, что обеспечивает высокое быстродействие двигателя;
  • • хорошие условия коммутации из-за малой индуктивности секций якорной обмотки, что повышает срок службы щеток;
  • • лучшие условия охлаждения печатной обмотки по сравнению с обмоткой, уложенной в пазах якоря. Это дает возможность значительно повысить плотность тока в проводниках обмотки якоря (до 30—40 А/мм2 при длительном режиме, до 100 А/мм2 при кратковременных перегрузках) и уменьшить благодаря этому массу и габаритные размеры машины;
  • • небольшой шум из-за отсутствия на якоре зубцов и малой его массы, вследствие чего вращение якоря происходит без вибраций. Недостатками МДПТ с дисковым якорем являются:
  • • большая МДС возбуждения из-за увеличенного воздушного зазора и увеличение потерь мощности вследствие повышенной плотности тока в обмотках якоря и возбуждения. Однако в рассматриваемых машинах практически отсутствуют потери в стали, поэтому при возбуждении их от постоянных магнитов КПД имеет приблизительно такое же значение, как и в обычных машинах;
  • • меньший срок службы из-за износа проводников печатной обмотки, возникающего от трения щеток.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >