Функциональная схема и определение
Функциональная схема ВД приведена на рис. 9.5.
Рис. 9.5. Базовая функциональная схема ВД
| ЭМ – электрическая машина; ДПР – датчик положения ротора; К – коммутатор (инвертор); СУ –система управления инвертора. |
С функциональной схемой связано и определение вентильных двигателей.
Вентильный двигатель – это электромеханическая система, преобразующая электрическую энергию в механическую, в состав которой входят электромеханический преобразователь (электродвигатель) и инвертор, ключи которого производят коммутацию фаз с учетом положения ротора.
Не следует путать с менее распространенным использованием термина вентильный двигатель (вентильный электропривод), используемым для обозначения двигателей, управляемых от источника постоянного тока через инвертор.
На входе, как и у КДПТ, – постоянный ток, поэтому в ряде источников вентильные двигатели называют бесконтактными двигателями постоянного тока (название считается устаревшим).
Краткий принцип действия
В любом электродвигателе вращающий момент создается в результате взаимодействия магнитного поля ротора и тока статора. В ВД ток в фазных обмотках статора формируется с учетом величины магнитного потока, который пронизывает эти фазы. Этот магнитный поток зависит от положения ротора. Информация о положении ротора поступает с датчика положения ротора. Система управления обрабатывает эти (и другие управляющие) сигналы, поступающие с датчиков, и формирует сигналы для управления ключами инвертора. В итоге ток протекает в той фазе, ток в которой создает наибольший момент.
|
|
|
Типы электрических машин, используемые в ВД
На практике в составе ВД применяются бесконтактные машины.
Наибольшее применение в ВД нашли три типа электрических машин (рис. 9.6):
| 
| 
|
| а) | б) | в) |
| Рис. 9.6. Типы электрических машин, наиболее широко применяющихся в составе ВД | ||
а) синхронные машины с возбуждением от постоянных магнитов (СМПМ) самых разнообразных конструкций, отличающиеся в основном конструкцией ротора (точнее - конфигурацией и расположением магнитов на роторе); один из примеров приведен на рис. 9.6,а;
Общие достоинства и недостатки СМПМ изложены в Разделе 12.9.
б) синхронно-реактивные машины (СРМ) (рис. 9.6,б);
в) индукторные машины с обмоткой возбуждения (ИМОВ) (рис. 9.6,в).
Основные достоинства и недостатки ВД с этими типами электрических машин:
Достоинство ВД с СМПМ: малые масса и габариты.
Недостаток ВД с СМПМ: высокая стоимость магнитов, что существенно при значительной мощности.
Достоинство ВД с СРМ: простота и технологичность конструкции.
|
|
|
Недостаток ВД с СРМ: сложность реализации бездатчикового управления, большая пульсация момента, вызванная тем, что в ВД с СРМ двигательный момент создают только токи одного направления.
Достоинство ВД с ИМ: возможность регулирования магнитного потока возбуждения.
Недостаток ВД с ИМ: проигрыш по массе и габаритам при работе в одной (фиксированной) точке механической характеристики (то есть в нерегулируемом приводе).
Сходство и различия с КДПТ
По характеристикам ВД является аналогом коллекторного двигателя постоянного тока. Функции коллектора у ВД выполняет инвертор, а функции щеток – датчик положения ротора.
Действительно, и коллектор, и инвертор изменяют направление тока в проводниках секции обмотки якоря при переходе их из зоны действия полюса одной полярности в зону действия другой полярности. Информацию о том, какой полюс в данный момент времени взаимодействует с фазой, в коллекторных двигателях (у которых положение полюсов фиксировано) дает положение неподвижной щетки, а в ВД (у которых полюса перемещаются) – сигнал с датчика положения ротора.
У коллекторных ДПТ секции обмотки якоря присоединяются к коллекторным пластинам, а ВД через стойку инвертора из двух управляемых полупроводниковых ключей непосредственно к источнику питания постоянного тока.
|
|
|
Полная идентичность в характеристиках наблюдалась бы, если число стоек инвертора было равно числу пластин коллектора. На практике наиболее распространенным вариантом является трехфазный ВД и инвертор с тремя стойками ключей. Вследствие этого, в ВД наблюдается пульсация электромагнитного момента. Это можно причислить к недостаткам ВД.
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 244; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!