Вопрос 15 Однофазные и универсальные коллекторные двигатели: принцип действия, характеристики и способы управления Однофазный двигатель

Имеет короткозамкнутый ротор и 1 фазу обмотки в статоре.

ОВ

~

Протекая по 1 фазе, переменный ток создает не вращающееся, а пульсирующее магнитное поле. Его можно разложить на два встречно вращающихся. В исходном состоянии (при неподвижном роторе) эти поля оказывают на него одинаковое воздействие, в результате чего ротор остается неподвижным. Если каким-либо образом привести ротор во вращение, то действие согласного вращающегося поля усилит движение, а противоположное – ослабеет. Поэтому ротор продолжит вращение в заданном направлении.

Пуск 1-фазного асинхронного двигателя осуществляется с помощью вспомогательной обмотки статора, подключенной к сети через вспомогательный конденсатор.

Пусковая обмотка подключается к сети только на время пуска. Емкость С подбирается так, чтобы токи в ПО и ВО были сдвинуты друг относительно друга на 90. Эти 2 обмотки создают первоначальный магнитный момент, который придает ротору первоначальное вращение. После разгона двигателя ПО отключается.

Недостатки:

1. Большая величина требуемой мощности пускового конденсатора. (20-30 мКФ)

2. Низкий КПД и cos.

3. Плохие пусковые механические и рабочие характеристики

Достоинства: работа в 1-фазной сети.

Универсальные коллекторные двигатели

УКД – двигатель, способный работать от сети постоянного и переменного тога. Эти двигатели широко используются в устройствах автоматики и бытовых машинах (мощностью до 100 ВТ). Развивают высокий пусковой и вращающий момент. Могут выпускаться на очень высокие частоты вращения (до 30-40 000 об/мин).

Конструктивно и по принципу действия УКД представляют собой, фактически, двигатель постоянного тока с последующим возбуждением.

Если питать такой двигатель переменным напряжением, то, независимо от полупериода, вращающий момент будет всегда положителен.

П

~

I_

ри работе на переменном токе ток якоря и ток возбуждения будут меньше, чем соответствующие токи на постоянном токе. Это происходит, т.к. помимо активного сопротивления действует индуктивное. Поэтому в УКД обычно делают две обмотки возбуждения.

0

Основные характеристики УКД при работе на постоянном и переменном токе практически одинаковы, т.е. практически такие же, как и для двигателей с последовательным возбуждением.

Основной недостаток УКД: они являются источником сильных радиопомех за счет искрения в счеточно-коллекторном узле.

Для борьбы с помехами используют следующие способы:

1. Экранирование.

   1. Корпус выполняется металлическим и заземляется.

   2. Достаточно часто на тот торец двигателя, где размещается коллектор, надевается дополнительный экранирующий колпак.

   3. Внутренние соединения в машине выполняют с помощью экранированного провода.

      2. Фильтрация: применение фильтров по питанию.

• Емкостная фильтрация

• Индуктивно-емкостная фильтрация

3. Симметрирование ОВ

16. Шаговые двигатели

В современных САУ с цифровой реализацией очень широко используются шаговые двигатели. Причина – наилучшая совместимость с цифровой техникой (принтеры, дисководы и т.д.)

Шаговый двигатель имеет статор и ротор. Параметры обмотки выбирают так, чтобы создаваемая электромагнитная сила тяги в 2 раза была больше постоянной силы магнита.

Ротор выполняется из магнитомягкого материала. В исходном состоянии сердечник расположен как на рис. Ротор двигается против часовой стрелки. Увеличивая количество магнитов можно уменьшать угол поворота двигателя.

Достоинства:

+ Отсутствие потребляемого тока в состоянии покоя.

Недостатки:

• Нереверсивность (для однофазных)

• Ограниченность быстродействия (для многофазных)

Частота подачи импульса – сотни кГц.

Против часовой По часовой

Ig

Ig