Тихоходные безредукторные микроэлектродвигатели

Книга название: Тихоходные безредукторные микроэлектродвигатели
Автор: П.Ю. Каасик
Год печати: 1974
Кол-во страниц: 137
Формат: Djvu

Решение ряда новых актуальных проблем, а также необходимость повышения надежности различных автоматических систем потребовали разработки тихоходных исполнительных двигателей, которые обеспечили бы низкие скорости вращения без использования механических понижающих редукторов. Это относится особенно к автономным автоматическим системам, которые питаются от источников повышенной частоты 400-1000 и более герц. При такой частоте получаемые скорости вращения ротора часто не могут быть использованы исполнительными механизмами и не обеспечивают надежной работы подшипников. Применение тихоходных безредукторных двигателей позволяет значительно увеличить срок службы подшипников и повысить тем самым надежность работы, а путем исключения понижающих механических редукторов и точность и малошумность системы. Для целого ряда случаев удовлетворительного технического решения проблемы получения низких скоростей вращения можно добиться при использовании многополюсных исполнительных двигателей с обмотками при дробном числе пазов на полюс и фазу, которые сокращенно будем называть дробными обмотками. Но более радикальным решением этой проблемы является применение двигателей с электромагнитной редукцией скорости вращения.

Принцип электромагнитной редукции первоначально был использован при разработке различных типов индукторных высокочастотных генераторов. Хотя индукторные машины известны свыше 100 лет, но применялись они в основном в генераторном режиме работы. Очевидно, при использовании их двигательного режима работы можно получить весьма малые скорости вращения ротора при питании обмоток от источников повышенной частоты. Отметим, что принцип электромагнитной редукции в настоящее время применяется и в таких электромашинных элементах автоматики, как нониусные поворотные трансформаторы, датчики угла, шаговые двигатели и др. Для получения низких скоростей вращения выходного вала находят применение тихоходные исполнительные двигатели, работающие на других принципах. В частности, весьма перспективными во многих случаях являются двигатели с катящимся и Волновым роторами.

Для выбора типа тихоходного двигателя необходимо предварительно рассчитать основные рабочие показатели для всех тихоходных двигателей по единой методике. Поэтому в данной книге сделана попытка создать такую обобщенную методику исследования и расчета основных показателей, одинаково пригодную для анализа работы большой разнообразной группы тихоходных исполнительных двигателей. При этом автор стремился приблизить ее к общей теории электрических машин, что дает возможность использовать для их исследования хорошо разработанные методы. При разработке общей теории основных типов тихоходных двигателей автор использовал многочисленные работы советских и иностранных авторов как по специальным, так и по индукторным машинам.

Для выбора обобщенной электромеханической модели в целях разработки общей теории тихоходных безредукторных двигателей необходимо их предварительно классифицировать. В основу классификации необходимо положить те общие признаки, дающие возможность объединять отдельные типы в группы. При этом прежде всего надо исходить из физических процессов, определяющих принцип работы той или иной группы двигателей. Электромагнитные процессы в электрических машинах зависят от характера и способа изменения магнитного потока взаимной индукции между первичной и вторичной системами обмоток. Для определенности условимся считать первичными и вторичными обмотками такие две системы обмоток, электромагнитные связи между которыми по заданным законам осуществляются только за счет перемещения (вращения) ротора. Если первичная обмотка находится на статоре, а вторичная обмотка на роторе, то нужный для работы закон изменения взаимных индуктивностей обеспечивается за счет изменения положения в пространстве одних контуров системы (схемы) обмоток относительно других. По этому принципу работают все нормальные типы электрических машин. 

Тихоходные двигатели на их основе можно получить путем выполнения многополюсных обмоток. Для образования многополюсной возбужденной системы ротора для синхронных машин необходимо использовать когтеобразные полюсы и гармонические роторы. Последние были разработаны под руководством автора М. А. Шакировым. Для того чтобы при образовании активного многополюсного ротора исключить контактные кольца, используется возбуждение от постоянных магнитов. При выполнении бесконтактных многообмоточных тихоходных двигателей, а также других типов электромагнитных элементов автоматики, использующих принцип электромагнитной редукции, первичные и вторичные обмотки выносятся на неподвижный статор. Необходимые электромагнитные связи между обмотками образуются здесь не путем взаимного перемещения контуров, а путем соответствующего изменения магнитной проводимости на участках, охватываемых обмотками первичных и вторичных систем. Для осуществления этого ротор выполняется зубчатым, а статор может иметь почти закрытые или открытые пазы в зависимости от типа машины. Несмотря на кажущееся различие в принципе установления электромагнитной связи между обмотками этих двух групп машин, основные электромагнитные процессы, как будет показано в дальнейшем, протекают в них одинаково. Разница только в механических и электрических параметрах, определяющих работу этих машин. Анализ работы этих основных типов тихоходных двигателей показывает, что в зависимости от характера изменения самоиидуктивности обмоток.

Скачать бесплатно книгу Тихоходные безредукторные микроэлектродвигатели