Машины постоянного тока малой мощности

Двигатели постоянного тока с постоянными магнитами.

Двигатели постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов имеют различное конструктивное исполнение и находят все более широкое применение. Многообразие конструкций двигателей с постоянными магнитами объясняется различными требованиями к их стоимости, эксплуатационным характеристикам и областью их применения. Важное место в конструкции двигателей занимают системы возбуждения с постоянными магнитами, выполненные из магнитотвердого материала. Для получения высокого значения магнитной индукции магниты предварительно намагничиваются. На рис. 2.13.1 приведены некоторые варианты конструктивного исполнения двигателей с возбуждением от постоянных магнитов и показаны силовые линии магнитного поля, создаваемого постоянными магнитами.

На рис. 2.13.1, а, в изображены двухполюсные конструкции, на рис. 2.13.1, б — четырехполюсная конструкция. Полюса 1, ярмо 3 и полюсные башмаки 4 выполняются из магнитомягкого материала и служат для концентрации и формирования магнитного ноля в воздушном зазоре. Полюсные башмаки применяют для предотвращения размагничивания постоянных магнитов под действием магнитного ноля якоря. Корпус 2 изготав;

Рис. 2.13.1. Варианты конструктивных схем двигателей с тангенциальным («), кольцевым (б) и радиальным (в) расположение постоянных магнитов:

1 — полюс; 2 — корпус; 3 — ярмо; 4 — полюсный башмак; 5 — якорь; 6 — постоянный магнит ливается из немагнитного материала, например алюминия или его сплавов. Якорь 5 имеет классическую конструкцию и набирается из листов электротехнической стали.

При подведении к цени якоря постоянного напряжения в обмотке якоря появляется ток. Проводники обмотки якоря находятся в магнитном поле, созданном постоянными магнитами, и в соответствии с законом Ампера возникают электромагнитные силы, приложенные к якорю, и вращающий момент, под действием которого якорь двигателя приводится во вращение. Для регулирования частоты вращения таких двигателей используется непрерывное или импульсное изменение напряжения, подводимого к якорю (см. параграф 2.10).

Двигатели постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов не требуют источника питания обмотки возбуждения, имеют небольшие размеры и массу, высокий КПД, хорошие эксплуатационные свойства и используются в маломощных приводах в автомобилях и самолетах, в системах автоматики, робототехнике, медицинском оборудовании и устройствах связи. В настоящее время следящие системы автоматики имеют настолько малоинерционные элементы, что инерционность исполнительных двигателей становится основным фактором, ограничивающим быстродействие системы. Для улучшения быстродействия используются двигатели с постоянными магнитами, имеющие полый или дисковый якорь с печатной обмоткой. Такая конструкция якоря позволяет значительно уменьшить механическую или электромагнитную инерционность якоря. Основной недостаток двигателей с постоянными магнитами — сложность конструкции и высокая стоимость постоянных магнитов.