Основные технические особенности вентильных двигателей Для решения задач контролируемого движения в современных прецизионных системах все чаще применяются вентильные бесколлекторные двигатели.
основные технические особенности вентильных двигателей. Такая тенденция обусловлена преимуществами вентильныхДля решения задач контролируемого движения в современных прецизионных системах все чаще применяются вентильные бесколлекторные двигатели.Такая тенденция обусловлена преимуществами вентильных двигателей и бурным развитием вычислительных возможностей микроэлектроники.Как известно, вентильные синхронные двигатели обеспечивают наиболее высокие плотность длительного момента момент в единице объема и энергетическую эффективность по сравнению с любым другим типом двигателя.Современный вентильный привод объединяет электрическую, механическую и электронную подсистемы в единое цельное мехатронное устройство.В рамках такого подхода удается значительно сократить габариты, избавиться от лишних преобразователей и промежуточных элементов, а значит, повысить надежность всего привода в целом.В рамках данной статьи рассматривается принцип работы и устройство современных вентильных машин, описываются принципы управления вентильным преобразователем для коммутации с применением датчиков положения ротора, а также перечисляются особенности интегрированного исполнения вентильных двигателей.Под вентильным двигателем понимают синхронный двигатель, содержащий многофазную обмотку статора, ротор с постоянными магнитами и встроенным датчиком положения.По сути, вентильный двигатель с точки зрения метода коммутации представляет собой инвертированный вариант коллекторной машины постоянного тока.Коммутация осуществляется путем подачи управляющего согласованного воздействия на обмотки статора в зависимости от положения ротора, определяемого с помощью интегрированных в двигатель датчиков обратной связи.Структура вентильного двигателя 1 задняя крышка, 2 печатная плата датчиков, 3 датчики Холла, 4 втулка подшипника, 5 подшипник, 6 вал, 7 магниты ротора, 8 изолирующее кольцо, 9 обмотка, 10 тарельчатая пружина, 11 промежуточная втулка, 12 изоляция, 13 корпус, 14 провода.В данном случае в основе ротора лежит двухполюсный магнит, статора трехфазная обмотка, положение ротора определяется с помощью интегрированных в двигатель датчиков Холла.В общем случае ротор может содержать другое количество пар полюсов, а статор иметь более традиционную конструкцию, внешне сходную со статором асинхронной машины.Наиболее распространен статор с тремя обмотками, соединенными звездой реже в треугольник без вывода средней точки.При соединении обмоток звездой вентильный двигатель имеет большие постоянные момента и меньшие постоянные противо ЭДС при соотношении 3 по сравнению с соединением треугольником .Поэтому соединение звездой используется для управления осями, требующими больших моментов, а соединение треугольником для больших скоростей.Такие двигатели зачастую называют AC brushless motor в отличие от DC brushless motor, обмотки статора которого выполняются с насыщением.Такое насыщение в DC brushless motor предназначено для снижения пульсаций тока и соответственно момента при применении трапецеидальной коммутации.Но иногда термин DC brushless motor используют для двигателей с питанием через инвертор от сети постоянного тока, что не совсем корректно.Обычно количество пар полюсов, определяемое количеством пар магнитов ротора и определяющее соотношение механического и электрического оборотов, равно 4 8.Конструкция статора с безжелезным сердечником обеспечивает отсутствие силы притяжения магнитов ротора и железа статорной обмотки magnetic attraction и зубцового эффекта cogging, но снижает незначительно на 10 20 эффективность двигателя изза меньших значений постоянной момента.Одно из самых очевидных преимуществ ротора с постоянными магнитами состоит в уменьшении диаметра ротора и, как следствие, в уменьшении момента инерции ротора.Но пониженный момент инерции зачастую приводит к малым значениям соотношения момента инерции двигателя и приведенного к его валу момента инерции нагрузки mismatch ratio, усложняющему настройку привода.Поэтому ряд производителей предлагает наряду со стандартным и повышенный в 2 4 раза момент инерции ротора.