Бесконтактные (вентильные) двигатели постоянного тока



Двигатели постоянного тока обладают хорошими регулированными характеристиками электромашины И т.д. Но наличие скользящего контакта ограничивает область их применения. От этого недостатка свободны бесконтактные (вентильные) двигатели постоянного тока. При замене механического коммутатора-коллектора с щетками полупроводниковым коммутатором двигатель постоянного тока становится более надежным и долговечным, создает меньше радиопомех.

В отличие от обычного коллекторного двигателя бесконтактный двигатель постоянного тока обладает рядом характерных особенностей.

1.Силовая обмотка якоря расположена на стороне и из нескольких катушек, сдвинутых относительно друг друга в пространстве. Ротор выполняют в виде постоянного магнита.

2.Положение магнитного потока ротора по отношению к осям катушек силовой обмотки статора определяется бесконтактным двигателем (трансформаторными, индукционными магнитоэлектрическими, фотоэлектрическими и т.д.).

3.Бесконтактный (полупроводниковый) коммутатор осуществляет коммутацию катушек силовой обмотки статора по сигналам датчиков положения.

Такая конструкция позволяет сохранить основную особенность электрической машины постоянного тока, состоящую в том, что частота переключения катушек обмотки якоря определяется частотой вращения ротора.(аналогично коллекторным машинам)

Принципиальная схема одного из вариантов бесконтактного двигателя имеет вид.

Рис. Принципиальная схема бесконтактного двигателя постоянного тока.

В бесконтактном двигателе коммутация секций W1 – W3 обмотки, расположенной на статоре двигателя осуществляется транзисторными ключами VT1 – VT3 коммутатора по сигналам датчика положения В ротора. В положении, указанному на рисунке, сигнал с чувствительного элемента В1, находящегося в поле управляющего магнита (на рис. Заштрихован), жестко связанного с ротором, открывает ключ VT1. Выводы обмотки W1 оказывается подключенными к источнику питания Uy. Так, пробегающий по обмотке, создает магнитный поток, взаимодействующий с полем постоянного магнита, и ротор поворачивается по часовой стрелке Ключ VT1 закрывается, обмотка W1 обесточивается, но одновременно появляется сигнал с элемента В2, к которому подойдет магнит и открывается ключ VT2 и т.д.

Рассмотренный бесконтактный двигатель по принципу работы аналогичен коллекторному двигателю благодаря наличию позиционной ОС., осуществляемой датчиком положения ротора.

Применение полупроходного коммутатора улучшает условия коммутации и открывает новые возможности построения схем управления и регулирования частоты двигателя.

Вентильный двигатель по принципу действия близок к синхронному двигателю.

Изменение частоты вращения ротора приводит к соответствующим изменениям частоты переключения транзисторов коммутатора, а следовательно, к изменению частоты вращения поля статора, т.е. ротор и поле статора имеют одинаковую (синхронную) частоту вращения. Эта частота вращения зависит также напряжения сети: с увеличением U она растет, наводя в обмотках большую ЭДС. Т.о. частота вращения ротора n и частота тока f в рассматриваемом двигателе является функциями напряжения сети и нагрузка на валу.

                                 n(U1Me)=60f/P

Это соотношение типично для синхронной машины.

Важным свойством вентильного двигателя является возможность управления угловой скоростью с помощью транзисторного коммутатора импульсным методом. Управление производят путем изменения среднего значения напряжения, прикладываемого к обмоткам статора, методом широтно-импульсной модуляции.

Uср=U*g, где g=tu/Tu.- относительная длительность скважность импульсов, подводимого     к двигателю промодулированного напряжения.

 

 

 

Частоту модуляции берут достаточно высокой (200-2500Гц), для уменьшения амплитуды пульсаций тока.

 


 


Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 251; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ