(рис. 2.2) представляет собой тонкий немагнитный диск / без пазов (из керамики, текстолита, алюминия) с печатной обмоткой. Проводники 2 печатной обмотки располагают радиально по обеим сторонам

диска и соединяют через сквозные отверстия 3 в диске. Такое соединение выполняют автоматически, одновременно с фотохимическим нанесением обмотки. Возбуждение. двигателя (рис. 2.3) обеспечиваег-ся постоянными магнитами / с полюсными наконечниками 4 из маг-нитномягкой стали, имеющими форму кольцевых сегментов. Магнитный поток, создаваемый постоянными магнитами, проходит аксиально через два воздушных зазора, немагнитный диск 5 с печатной обмоткой и замыкается по кольцам 2, 3 из магнитномягкой стали, которые служат ярмом. Роль коллектора могут играть неизолированные участки проводников, находящихся на поверхности диска, по которым скользят щетки 6. При- протекании тока по обмотке якоря на валу двигателя создается вращающий момент, направленный в плоскости диска якоря.

Момент инерции дискового якоря значительно меньше, чем у барабанного, что является одним из основных преимуществ рас-

Рис. 2.2, Схема печатной обмотки дискового якоря

Рис. 2.3. Схема конструкции микродвигателя постоянного тока с дисковым якорем

сматриваемых двигателей. Для обеспечения самоторможения якоря двигателя после отключения его от сети печатную обмотку можно выполнять на алюминиевом диске. Возникающие в диске вихревые токи будут создавать тормозной момент (внутреннее демпфирование). К. п. д. такого двигателя меньше вследствие потерь на вихревые токи в диске.

Кроме малоинерционности, двигатели с полым и дисковым якорями по сравнению с двигателями, у которых барабанные якори имеют еще ряд преимуществ.

1. Так как в якоре отсутствуют ферромагнитные участки и поток якоря в основном замыкается по воздуху, влияние реакции якоря незначительно.

Собственная индуктивность обмотки якоря мала и все переходные электрические процессы в якорной цепи протекают быстро. В якоре практически отсутствуют потери мощности на гистерезис и вихревые токи.

2. Якорь двигателя не имеет зубцов, что способствует равномерному распределению индукции в зазоре, уничтожению пульсацион-ных потерь и значительному уменьшению шума.

3. Вследствие уменьшения веса якоря и отсутствия радиальных сил притяжения якоря к статору снижается момент трения в подшипниках и соответственно механические потери двигателя и напряжение трогания.

При выполнении таких двигателей с печатной обмоткой якоря проводники печатной обмотки находятся в значительно лучших условиях охлаждения, чем проводники, уложенные в пазы барабанного якоря; это позволяет повысить плотность тока в проводниках обмотки якоря (до 30-40 А/мм) и, как следствие, уменьшить габариты и вес двигателя. Изготовление печатной обмотки якоря возможно при высокой степени механизации.

Однако увеличение плотности тока в проводниках обмотки якоря может отрицательно сказаться на энергетической характеристике двигателя - к. п. д Это объясняется увеличением электрических потерь в якоре, так как благодаря повышению допустимой плотности тока сечение проводников уменьшается, и следовательно, увеличивается сопротивление обмотки якоря. Практически, у микродвигателей магнитоэлектрического возбуждения с полым немагнитным и дисковым якорями к. п. д., весовые и габаритные показатели примерно одинаковы, а иногда и лучше, чем у двигателей с барабанным якорем, так как увеличение электрических потерь в якоре перекрывается уменьшением механических потерь и потерь в магните-проводе.

При электромагнитном возбуждении двигателей с полым и дисковым якорями возрастают потери в цепи возбуждения. Последнее вызвано увеличением немагнитного зазора машины, состоящего из двух воздушных зазоров и немагнитной прослойки корпуса якоря, и, как следствие, увеличением м. д. с. возбуждения, необходимой для создания магнитного потока.

Двигатели с дисковым якорем менее долговечны, что обусловливается главным образом быстрым износом меди печатных проводников в месте установки щеток.

Двигатели с полым немагнитным и дисковым якорями менее надежны при высоких температурах, вибрации и ударах, так как вероятность деформации у таких якорей в данных условиях больше, чем у барабанных.

Бесконтактные микродвигатели с транзисторными коммутаторами

Развитие полупроводниковой техники позволило создать двигатели постоянного тока без коллектора и щеток. Их функции выполняют транзисторные коммутаторы, управляемые датчиками положения.

При замене механического коммутатора-коллектора с щетками полупроводниковым двигатель постоянного тока становится более

Рис. 2.4. Схема бесконтактного микродвигателя постоянного тока с транзисторным коммутатором

Рис. 2.5. Сохранение направления вращающего момента бесконтактного микродвигателя:

а - сигнал от датчика Д,; б - сигнал от датчика Дв

надежным и долговечным, создает меньше радиопомех, особенно при высоких скоростях вращения, когда происходит очень быстрый износ щеток и имеют место значительное искрение и радиопомехи. Такой двигатель вместе с коммутатором называют бесконтактным микродвигателем постоянного тока [16].

Характерными особенностями бесконтактных микродвигателей постоянного тока являются:

1) наличие силовой обмотки якоря, расположенной на статоре и состоящей из одной или нескольких секций, сдвинутых относительно друг друга в пространстве (одна секция соответствует фазовой обмотке синхронной машины). Ротор выполняют в виде постоянного магнита;

2) наличие бесконтактных датчиков положения оси магнитного потока ротора по отношению к осям секций силовой обмотки статора (трансформаторных, индукционных, фотоэлектрических и т. д.), которые определяют момент коммутации тока в этих секциях;

3) наличие бесконтактного, чаще всего транзисторного коммутатора, осуществляющего коммутацию секций силовой обмотки статора по сигналам датчиков положения.

Эти три фактора позволяют при устранении скользящего контакта коллектор - щетки сохранить основную особенность машины постоянного тока по сравнению с машиной переменного тока: частота переключения секции обмотки якоря определяется скоростью вра-