Главная >  Асинхронные тахогенераторы переменного тока 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 [ 34 ] 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79

иых машин (редукторные двигатели, двигатели с катящимся ротором), либо в результате выполнения синхронного микродвигателя в виде гармонической комбинации электрической машины и редуктора (волновые двигатели).

Синхронные микродвигатели с пониженной скоростью вращения ротора по системе возбуждения бывают в основном двух типов:

а) индукторные - с подмагничиванием ротора со стороны статора постоянным магнитным потоком;

б) реактивные с невозбужденным ротором.

Редукторные микродвигатели

В синхронных редукторных микродвигателях осуществляется электромагнитное редуцирование скорости вращения ротора по отношению к скорости вращения первой гармоники поля статора. Это достигается путем использования в качестве рабочих не первой, а высших, зубцовых гармоник магнитного поля, которые усиливаются

за счет определенной конфигурации поверхностей статора и ротора. Как известно, число полюсов поля высшей пространственной гармоники пропорционально, а скорость вращения обратно пропорциональна ее порядку. Машины такого типа назьюают редук-торными.

Особенность конструкции и принципа действия синхронных редукторных микродвигателей наиболее удобно рассмотреть на примере машины реактивного типа (рис. 2.63).

Статор и ротор набирают из листов электротехнической стали. Статор С выполняется в виде кольца и имеет полукруглые пазы


Рис. 2.63. Схема конструкции синхронного реактивного редукторного микродвигателя

на внутренней поверхности; ротор Р -в виде диска и имеет такие же пазы на внешней поверхности. Числа зубцов статора Zc и ротора Zp различны; причем обычно Zp>Zc. На статоре укладывается обмотка, предназначенная для питания от трехфазной или однофазной сети и создающая вращающееся магнитное поле Ф.

Природа возникновения вращающего момента в реактивных двигателях известна (см. § 2.9). Если в данный момент времени поток Фд занимает положение Л, то реактивный вращающий момент заставит повернуться ротор в положение наибольшей магнитной проводимости, т. е. против статорных зубцов 1 а 4 будут находиться роторные зубцы / и 5. При перемещении потока Ф,. в положение Б, т. е. па угол 360°/Zc, ротор под дейстгием реактивного момента повернется на такой угол, чтобы магнитная проводи-



мость снова стала наиоольшеи. Это наступит тогда, когда против зубцов статора 2 и 5 встанут зубцы ротора 2 и 6. т. е. ротор повернется на угол

360 360°

Следовательно, угловая скорость вращения ротора ш, меньше

360°

угловой скорости поля статора щ в--=- раз.

360° 360° 2р -

Это значит, что

2о Zp

,=£ 1. (2.72)

Ю1=2я-;

/ - частота напряжения сети; Рс -число пар полюсов обмотки статора.

Для нашего случая (рис. 2.63)

8 - 6 1

Если выбрать Zp=100 и Zc=98, то

БО

Следует иметь в виду что число зубцов, которое можно разместить на окружности определенного диаметра, ограничено минимальной по технологическим соображениям толщиной зубца.

Из уравнения (2.72) видно, что чем меньше разность чисел зубцов Zp - Zfc, тем меньше при данном Zp скорость вращения ротора. Наибольшее редуцирование скорости Происходит при Zp - Zc=l, но в этом случае точно против друг друга могут находиться только по одному зубцу статора и ротора, что приводит к уменьшению магнитной проводимости зазора.и ухудшению использования двигателя. Поэтому для получения возможно меньшего магнитного сопротивления разность Zp - Z выбирают обязательно четной и равной Ipji, где А:=1, 2, 3, ... .

Реактивные редукторные микродвигатели, являясь простыми по конструкции, имеют в то же время недостатки, характерные для всех синхронных реактивных микродвигателей по сравнению с активными - малый вращающий момент, низкие энергетические и весовые показатели. Эти показатели существенно выше у редук-торного микродвигателя индукторного типа (рис. 2.64), у которого конструкция статора и ротора в основном такая же, как у реактивного редукторного микродвигателя. Однако в торце двигателя



на статоре расположен кольцевой постоянный магнит с осевой намагниченностью. Постоянный магнитный поток подмагничивания Ф по ротору замыкается в осевом направлении, а в воздушном зазоре между статором и ротором - в радиальном. Этот поток униполярный, т. е. имеет одно направление по всей окружности ротора, но величина индукции в различных точках зазора разная и зависит от магнитного сопротивления. На рис. 2.65 показано, как влияет на величину индукции зубчатость хотя бы одной из


irf......



Рис. 2.64. Схема конструкции синхронного редукторного микродвигателя индукторного типа

поверхностей (статора или ротора). В результате появляются высшие гармоники поля ротора, которые во взаимодействии с высшими

гармониками вращающегося поля статора Фс создают вращающий момент при пониженной (относительно Wj) скорости ротора [19].

Синхронные редукторные двигатели индукторного типа имеют хорошие рабочие характеристики при четной и нечетной разности чисел зубцов статора и ротора, т. е. можно выбирать Zp - Zc=Pck, где =1, 2, 3, ... . Это означает, что при одинаковом с реактивными числе зубцов и соответственно диаметре ротора они могут обеспечить вдвое больший коэффициент редуцирования скорости. К. п. д. таких микродвигателей ниже, чем у синхронных двигателей без редуцирования скорости, что естественно при работе не на основной, а на высших гармониках поля.

Амплитуда угловых качаний роторов редукторных микродвигателей несколько меньше, чем у рассмотренных ранее синхронных микродвигателей непрерывного вращения, так как они являются как бы многополюсньми за счет работы на высших пространственных гармониках. При скорости вращения ротора 100н-200 об/мин она составляет 1--5 угл. минут. Однако сильный состав высших гармоник приводит одновременно к тому, что раскачивание ротора происходит с высокой частотой. Уменьшается отношение TJT периода качаний к времени одного оборота, что приводит к повы-

-t-Н

Рис. 2.65. Влияние зубчатости поверхности статора или ротора на величину индукции



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 [ 34 ] 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79