Особливості проектування АВД з КЗ-ротором

Лекція 15

За конструктивним оформленням виконавчі двигуни – це асинхронні машини з двохфазною обмоткою статора, виконаної так, що магнітні осі її двох фаз зрушені в просторі відносно одна одної на кут 90 град.

Одна з фаз обмотки статора є обмоткою збудження і має виводи до затисків з позначеннями С1 та С2. Інша, виконуюча роль обмотки управління, має виводи, приєднані до затисків, з позначеннями У1 та У2. До обох фаз обмотки статора підводять відповідні змінні напруги однакової частоти. Так, коло обмотки збудження приєднують до живильної мережі з незмінною напругою U, а в коло обмотки управління подають сигнал у вигляді напруги управління Uy. У результаті цього в обох фазах обмотки статора виникають відповідні струми, які завдяки включеним фазозрушуючим елементам у вигляді конденсаторів чи фазорегулятора зрушені відносно один одного в часі, що приводить до збудження еліптичного обертового магнітного поля, яке втягує короткозамкнений ротор в обертання.

Рис.1. Схема асинхронного виконавчого двигуна

При зміні режимів роботи двигуна еліптичне обертаюче магнітне поле в граничних випадках переходить в змінне з нерухомою віссю симетрії чи в колове обертове, що позначається на властивостях двигуна.

Оскільки асинхронні виконавчі двигуни з ротором, який має короткозамкнену обмотку з підвищеним активним опором, відрізняються невеликою швидкодією, яка характеризується електромеханічною сталою часу – часом набору ротором швидкості від нульової до половини синхронної – Тм=(0,2…1,5) с, то в установках автоматичного керування перевагу віддають виконавчим двигунам з порожнім немагнітним ротором, у яких електромеханічна стала часу має менше значення – Тм=(0,01…1,5) с.

Асинхронні виконавчі двигуни виготовляють на номінальну потужність від часток до декількох сотень ватів і призначаються для живлення від джерел змінної напруги частотою 50 Гц, а також підвищених частот до 1000 Гц і вище. До цих двигунів пред'являються більші вимоги по точності роботи і швидкодії. Звичайно потрібно, щоб залежності моменту М і швидкості обертання n від напруги сигналу (керування) UY були по можливості лінійними

На відміну від двигуна з порожнистим немагнітним ротором двигун з короткозамкненим ротором має невеликий повітряний проміжок (0,03 ¸ 0,15 мм), який сприяє збільшенню обертового моменту, зменшенню намагнічуючого струму, а тому, підвищенню cosj і зниженню втрат в двигуні.

В останній час для отримання малого повітряного проміжку почали випускатися двигуни “наскрізної” конструкції (рис. 2). У цих двигунів внутрішній діаметр статора рівний зовнішньому діаметру підшипників. Останнє дозволяє здійснювати кінцеву обробку внутрішньої поверхні статора і отворів під підшипники після збірки двигуна з одного встановлення.

При відповідній якісній обробці циліндричних поверхонь ротора двигун наскрізної конструкції надійно праціює навіть при односторонньому повітряному проміжку в 0,03 ¸ 0,05 мм.

Рис.2. Асинхронний виконавчий двигун наскрізної конструкції

Щоб зменшити момент інерції ротора, його роблять малого діаметру D₂, а необхідну потужність отримують за рахунок збільшення довжини L₂. Як правило, L₂/D₂=2¸3.

Збільшений за рахунок малого повітряного проміжку обертовий момент М і малий діаметр ротора дозволяють отримати двигуни з хорошою швидкодією — з електромеханічною постійною часу Т_мехºJ/M, приблизно рівною постійній часу двигунів з порожнистим немагнітним ротором.

Механічні і регулюючі характеристики виконавчих двигунів з короткозамкненим ротором аналогічні характеристикам двигунів з порожнистим немагнітним ротором. Але напруга рушення у них дещо більша, так як на феромагнітний ротор (на відміну від немагнітного) діють сили радіального притягання, які через нерівномірний повітряний проміжок (що завжди має місце на практиці) притягують ротор до статора і тим самим додатково навантажують підшипники.

В схемах промислової автоматики велике розповсюдження отримав асинхронний двигун з вбудованим редуктором типу РДМ — 0,9. Статор цього двигуна, що набирається з листів електротехнічної сталі, має вісім зубців, на кожному з яких розташовують по одній котушці. Чотири котушки (через одну) складають обмотку збудження, а інші чотири котушки — обмотку керування. Обидві обмотки розраховані на 127 В. Послідовно з обмоткою збудження вмикають конденсатор ємністю 1 мкФ. Ротор двигуна короткозамкнений. Частота обертання ротора при частоті f1=50Гц рівна 1200 об/хв.

В двигун РДМ-09 вбудований редуктор з передаточним відношенням, що відповідає одному з восьми варіантів.

Рис.15.2. Виконавчий двигун РДМ-09

Дата добавления: 2015-07-13