Двигатели с полым якорем

Цилиндрического типа

Дискового типа

Нормального исполнения

(якорь внутри индуктора)

Обращенного исполнения (индуктор внутри якоря)

С плоской проволоч-ной обмоткой якоря

С печатной обмот-кой якоря

С трехсек-ционной проволоч-ной обмоткой якоря

С прямоугольной (классической) проволочной обмоткой якоря

С сотовой (диагональной) обмоткой якоря

С ромбовидной обмоткой якоря

С

печатной обмоткой якоря

Рисунок 1.1 - Классификация коллекторных двигателей постоянного тока с полым якорем

1.2 Двигатели нормального исполнения с цилиндрическим якорем

Двигатели постоянного тока с полым ротором нормального исполнения могут иметь Т_м  1мс, что предопределяет работу машины с высокими ускорениями. В связи с этим конструкция ротора должна удовлетворять следующим требованиям

- обмотка ротора должна выдерживать действие высокого значения момента нагрузки, то есть обладать достаточной механической прочностью

- обмотка ротора должна обладать достаточной термической прочностью, так как в роторе выделяется значительная мощность потерь из-за больших значений тока, протекающего по обмоткам.

Электромеханическая постоянная времени / 4 /

, (1.1)

где T_м– электромеханическая постоянная времени, с;

R_a – сопротивление якоря, Ом;

J – момент инерции якоря, кгм²;

K – постоянная двигателя

K =  Ф, (1.2)

где – коэффициент, зависящий от обмоточных данных

, (1.3)

где N – число активных проводников;

a – число пар параллельных ветвей.

Магнитные системы двигателей нормального исполнения допускают применение постоянных магнитов из различных магнитотвердых материалов зависимости от назначения и экономической целесообразности. Возможные варианты магнитных систем представлены на рисунке 1.2.

Обмотка якоря может выполняться медным или алюминиевым проводом. В случае применения алюминиевого провода в выражении (1.1) может быть уменьшено произведение J.

Рисунок 1.2. – Магнитные системы нормального исполнения

(см. файл Рисунок 1.2.doc )

Соотношение электромеханических постоянных времени Т_м меди и алюминия равно 10.486 / 5 /.

Ротор не содержащий магнитопровода быстро ( 3-5 с) нагревается до предельно допустимой температуры. Перегрев якоря приводит к утрате необходимой механической прочности и жесткости. Поэтому обмотка якоря может усиливаться покрытием из стекловолокна, а также возможно применение воздушного принудительного охлаждения якоря. Способ охлаждения двигателя определяет допустимую величину плотности тока якоря.

1.3 Двигатели обращенного исполнения с цилиндрическим якорем

В двигателях этого типа постоянные магниты расположены внутри вращающегося якоря. Размещение постоянных магнитов внутри якоря позволяет получить большие их сечения и обеспечивает лучшее использование магнитной энергии постоянных магнитов ввиду резкого снижения потока рассеяния. Поэтому при тех же наружных размерах и при использовании одинаковых марок магнитов у данных машин величина рабочего магнитного потока значительно выше, чем у машин с другими магнитными системами. Конструкция машины компактна, максимально использован её активный объем.

Благодаря этим конструктивным особенностям микродвигатели с полым якорем и внутриякорным постоянным магнитом имеют более высокий коэффициент полезного действия (КПД), больший срок эксплуатации и меньшую электромеханическую времени, чем микродвигатели классической конструкции. Этот тип двигателей имеет электромеханическую постоянную времени Т_м = 15 - 40 мс.

Возможные варианты магнитных систем двигателей обращенного исполнения представлены на рисунке 1.3.

Все особенности электродвигателей с полым ротором нормального исполнения, отмеченные выше, относятся и к этому типу двигателей.

Рисунок 1.3. – Магнитные системы обращенного исполнения

(см. файл Рисунок 1.3.doc)