12. Исполнительные двигатели и тахогенераторы. Общие положения.

Исполнительными двигателями называются двигатели, которые применяются в системах автоматического управления и регулирования различных автоматизированных установок и предназначены для преобразования электрического сигнала (напряжение управления), получаемого от какого-либо измерительного органа, в механическое перемещение (вращение) вала с целью воздействия на соответствующий регулирующий или управляющий аппарат. Если напряжение и мощность сигнала малы для управления исполнительным двигателем, то применяются промежуточные усилители мощности (магнитные, электронные, полупроводниковые).

Номинальная мощность исполнительных двигателей обычно мала — от долей ватта до 500—600 Вт. К этим двигателям предъявляются большие требова­ния по точности работы и быстродействию. Обычно требуется, чтобы зависимости момента М и скорости вращения n от напряжения сигнала (управления) U_у были по возможности линейными.

Существует ряд разновидностей исполнительных двигателей постоянного и переменного тока. Ниже кратко рассматриваются исполнительные двигатели постоянного тока.

Исполнительные двигатели нормальной конструкции.

Исполнительные двигатели нормальной конструкции по своему устройству аналогичны нормальным машинам постоянного тока.

При якорном управлении ток возбуждения = const, а на якорь подается напряжение управления U_y. Характеристики и при этом получаются практически линейными.

При полюсном управлении на якорь подастся напряжение U_n = const, а напряжение управления U_y подается на обмотку возбуждения. При этом требуется меньшая мощность управления, однако характеристика п = f (Uy) не будет линейной. Поэтому обычно применяется якорное упра­вление.

Магнитоэлектрические машины.

В связи с разработкой сплавов альни (Al—Ni), альнико (А1 — Ni —Со), а также ряда других сплавов, обладающих высокими магнитными свойствами, стало возможным изготовление машин без обмотки возбуждения, с постоянными магнитами на индукторе. В частности, с постоян­ными магнитами изготовляются исполнительные двигатели с якорным управле­нием мощностью до 50—100 Вт.

С постоянными магнитами можно строить также генераторы и двигатели общего назначения мощностью до 5—10 кВт. Однако вследствие дороговизны указанных сплавов такие машины не получили до сих пор большого распростра­нения.

Исполнительные двигатели с полым немагнитным якорем.

Исполнительные двигатели с полым немагнитным якорем (рис.16) вследствие малой инерции якоря обладают большим быстродействием. Полый якорь в виде стаканчика изготовляется из пластмассы, и на нем размещается и укрепляется якорная обмотка обычного типа, соединенная с коллектором. Внутренний неподвижный ферромагнитный сердечник (статор) при якорном управлении может быть массивным.

Из-за наличия большого немагнитного зазора между внешним и внутренним статорами требуется сильная обмотка возбуждения, габариты машины увеличива­ются, а к. п. д. уменьшается. Подобные двигатели выпускаются мощностью до 10—15 Вт.

Рис. 16. Исполнительный двигатель постоянного тока с по­лым немагнитным якорем

1 — передний щит; 2 — щеткодержатель; 3 — крышка смотрового лю­ка; 4 — коллектор; 6 — обмотка возбуждения; 7 — полюс; 8 — полый якорь; 9 — внутренний статор;10 — задний щит