Исполнительные двигатели

Двухфазные исполнительные асинхронные двигатели обычно с полым короткозамкнутым ротором широко используются в следящих системах. Особенностью их является большое критическое скольжение (SK = 2-i-4). Обмотки их питаются сдвинутыми на 90° напряжениями. Регулирование момента и угловой скорости осуществляется или изменением действующего значения напряжения на управляющей обмотке (или на обеих обмотках), или изменением сдвига фаз напряжений, или комбинированными способами (изменение фазы и напряжения). Существенным недостатком этих двигателей являются повышенные тепловые потери в роторе двигателя, что исключает возможность создания таких приводов мощностью более 1—2 кВт.

В настоящее время промышленность выпускает исполнительные асинхронные двигатели с беличьей клеткой «сквозной конструкции» ( 6.3, б). В этих двигателях внутренний диаметр статора равен диаметру расточки под подшипники в щитах, что дает возможность обрабатывать внутреннюю поверхность статора и отверстий под подшипники одновременно, после установки подшипниковых щитов. В результате удается существенно уменьшить эксцентриситет ротора и выполнять двигатели с весьма малым воздушным зазором (0,03— —0,05 мм), что позволяет при неизменных габаритах двигателя увеличить его вращающий момент или повысить КПД и coscp. В таких двигателях для уменьшения момента инерции ротор выполняют малого диаметра (lJDa = 2-г 3), а обмотку статора обычно заливают эпоксид-,ной смолой, благодаря чему она образует вместе с пакетом статора монолитную конструкцию.

2. Каким образом осуществляется изменение скорости вращения исполнительных асинхронных двигателей? Каковы преимущества и недостатки двигателя с полым немагнитным ротором? С какой целью исполнительные асинхронные двигатели и тахо-генераторы присоединяют к сети с повышенной частотой?

Этим противоречивым требованиям в основном удовлетворяют двухфазные асинхронные двигатели с полым ротором и двигатели с короткозамкнутой обмоткой ротора с повышенным активным сопротивлением. Двигатели с полым ротором, рассмотренные в § 3.15, выполняются на мощность до 30 Вт, а двигатели с короткозамкнутым ротором с повышенным сопротивлением — до 500 Вт. Исполнительные асинхронные двигатели могут изготовляться на мощность и в несколько киловатт. Исполнительные асинхронные двигатели на сотни ватт выполняются с шихтованным ротором, а короткозамкнутая обмотка заливается сплавами алюминия с повышенным сопротивлением или сваривается из латуни или бронзы. Используются также двигатели с массивным ротором, рассмотренные в § 3.15, которые имеют худшие энергетические и массогабаритные показатели по сравнению с двигателями с шихтованным ротором. Двигатели с массивным ротором применяются в высокоскоростных приводах, в которых двигатели с короткозамкнутой обмоткой из-за недостаточной механической прочности применяться не могут. В асинхронных исполнительных двигателях основной проблемой является отвод тепла, которое выделяется в машине при глубоком регулировании частоты вращения. Для лучшего охлаждения исполнительных двигателей применяются вентиляторы-наездники, частота вращения которых не зависит от частоты вращения исполнительного двигателя, используется также охлаждение водой и внутреннее испарительное охлаждение. В исполнительных микродвигателях интенсивный отвод тепла осуществляется также путем увеличения поверхности охлаждения.

В настоящее время промышленность выпускает исполнительные асинхронные двигатели с беличьей клеткой «сквозной конструкции» ( 7.9,6). В этих двигателях внутренний диаметр статора равен диаметру расточки под подшипники в щитах, что дает возможность обрабатывать внутреннюю поверхность статора и отверстий под подшипники одновременно, после установки подшипниковых щитов. В результате удается существенно уменьшить эксцентриситет и выполнять двигатели с весьма малым воздушным зазором (0,03...0,05 мм), что позволяет при неизменных габаритах двигателя увеличить его вращающий момент или повысить КПД и cos
ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ

Исполнительные асинхронные двигатели малой мощности с беличьей клеткой ротора строят в диапазоне мощностей от долей до нескольких десятков ватт. Благодаря указанным особенностям конструктивного оформления они обладают сравнительно малой инерционностью и достаточной скоростью быстродействия при управлении ими в автоматических устройствах.

В целях получения минимальной механической инерционности данного двигателя его вращающийся тонкостенный цилиндр обычно выполняют из алюминия с толщиной стенок Д = 0,3 -~ 0,6 мм. Воздушные зазоры между цилиндром, статором и неподвижным сердечником ротора составляют Si = 32 = 0,15-f^0,20 мм, поэтому общий воздушный загор в двигателе 8 = Si -f- Д + 82 =0,6 ~ 1,0 мм (см. 37.3). Следовательно, по сравнению с асинхронным двигателем с беличьей клеткой воздушный зазор в данном двигателе значительно больше, что обусловливает относительное увеличение габаритов и массы этих двигателей. В связи с этим исполнительные асинхронные двигатели с немагнитным полым ротором по условиям ограничения габаритов целесообразно строить в диапазоне мощностей от долей до нескольких ватт.

Глава XXXVII. Исполнительные асинхронные двигатели малой мощности 243

Исполнительные асинхронные двигатели с обмоткой на роторе типа «беличьей клетки» по сравнению с обычными асинхронными двигателями имеют следующие особенности:

§ 3.1. ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ АСИНХРОННЫЕ МИКРОДВИГАТЕЛИ. КОНСТРУКЦИЯ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

Микродвигатели постоянного тока используются в разнообразных автоматических устройствах с целью вращения механизмов, а также преобразования электрического сигнала в механическое перемещение вала (исполнительные двигатели). Их принципиальное устройство аналогично устройству машин постоянного тока. Основной магнитный поток двигателей создается или посредством обмоток возбуждения, или постоянными магнитами ( 9.37,а, б). Двигатели различаются по конструкции якоря и подразделяются на микродвигатели с якорем обычного типа, с полым якорем, бсспазовым якорем и с печатной обмоткой якоря.

а) исполнительные двигатели, преобразующие электрическую энергию входа во вращательное движение вала;

В установках автоматического управления, в следящих системах применяются исполнительные двигатели постоянного тока серии СЛ. Двигатели этой серии устроены в принципе так же, как

Для уменьшения инерционности, повышения быстродействия и точности работы асинхронные исполнительные двигатели изготовляют с полым немагнитным ротором ( 10.17). В отличие от двигателя с короткозамнутой обмоткой, ротор этого типа обмотки не имеет, а изготовлен из алюминия или его сплава в виде тонкостенного стакана /, который посредством втулки 6 укреплен на валу 5.

Рассматривая различные модификации ЭП, нельзя не отметить совмещенные электрические машины. Наиболее удачные сочетания электрических и магнитных цепей — в одноякорных преобразователях, совмещающих синхронный двигатель и генератор постоянного тока; в трехфазных трансформаторах — три однофазных; в двигателях-усилителях — магнитные усилители и исполнительные двигатели и в ряде других конструкций. Совмещение в одном агрегате различных элементов электромеханических систем — одно из основных направлений развития электромеханики.

Рассматривая различные модификации ЭП, нельзя не отметить совмещенные электрические машины. Наиболее удачные сочетания электрических и магнитных цепей — в одноядерных преобразователях, совмещающих синхронный двигатель и генератор постоянного тока; в трехфазных трансформаторах — три однофазных; в двигателях-усилителях — магнитные усилители и исполнительные двигатели и в ряде других конструкций. Совмещение в одном агрегате различных элементов электромеханических систем — одно из основных направлений развития электромеханики [4].

пульсы программы подаются непосредственно на исполнительные двигатели без проверки их исполнения (без датчика обратной связи).

Глава 6. Асинхронные исполнительные двигатели и тахогенераторы ... 179 $ 6.1. Способы управления. Требования, предъявляемые к исполнительным двига-

управляемые (исполнительные) двигатели, преобразующие подводимый к ним электрический сигнал в механическое перемещение вала, т. е. отрабатывающие определенные команды;

Способы управления. Асинхронные исполнительные двигатели, применяемые в устройствах автоматики, служат для преобразования подводимого к ним электрического сигнала в механическое перемещение вала. При заданном тормозном моменте частота вращения двигателя должна строго соответствовать подводимому напряжению и меняться при изменении его величины или фазы. Таким образом, исполнительные двигатели являются управляемыми двигателями.

Для устранения параметрического самохода исполнительные двигатели проектируют так, чтобы SKP = 2ч- 4. При этом обеспечивается не только отсутствие самохода, но и улучшение линейности механических характеристик двигателя. Большие значения SKP могут быть получены только при повышенном (по сравнению с обычными) значении сопротивления ротора, что снижает КПД исполнительного двигателя.