Основни видове двигатели Асинхронни микродвигатели
Най-разпространените силови микромотори на автоматизацията в момента са асинхронни двигатели. Според техния дизайн това са двигатели с ротор с катерица, който най-често има намотка, направена под формата на катерица. По-рядко роторът се прави масивен и кух от чугун или стомана, което се прави или за получаване на меки механични характеристики, или за постигане на специална механична якост на ротора, необходима при високи скорости, или за намаляване на акустичния шум по време на работа на двигателя. Асинхронни двигатели с фазов ротор не се предлагат.
Класификацията на силовите асинхронни микромотори е показана на фиг. 18.1.
Като силови двигатели в схемите за автоматизация често се използват трифазни и еднофазни асинхронни микромотори с широко приложение, проектирани да работят от мрежа с честота 50 Hz.
Тъй като механичната мощност на асинхронен двигател е практически (при равни други условия) право пропорционална на честотата на захранващото напрежение(P
f), а габаритните размери се определят от стойността на въртящия моментM,, тогава в схемите за автоматизация много често се използват асинхронни двигатели, проектирани да работят от високочестотни напреженияf.
Използването на високочестотни асинхронни двигатели в редица случаи е продиктувано не само от желанието да се намалят габаритите на машината, но и от редица други съображения: необходимостта от по-високи ъглови скорости, работата на автоматични системи от високочестотни мрежи и др.
В редица схеми за автоматизация възниква обратен проблем - необходимостта да се получи ниска скоростp.В асинхронни и синхронни AC двигатели със средна и висока мощност това можелесно се постига чрез увеличаване на броя на двойките полюсиp,, тъй като синхронната скоростps:зависи от това
За двигатели с ниска мощност и габаритни размери този метод е практически неприемлив, особено ако са проектирани да работят от високочестотни мрежи. При малки размери увеличаването на броя на двойките полюсиp,и, следователно, броят на слотовете на двигателя е много трудно, а понякога и невъзможно.
За да се постигнат ниски скорости, е необходимо да се използват специални нискоскоростни двигатели или с електромагнитно намаляване на скоростта, или с въртящи се или вълнови ротори.
В повечето схеми за автоматизация силовите двигатели се захранват не от трифазни, а от еднофазни променливотокови мрежи. Ето защо монофазните двигатели се използват предимно като мощност. Трифазните двигатели в схемите за автоматизация се използват много по-рядко.
Еднофазните асинхронни двигатели по своя дизайн в по-голямата част от случаите са двуфазни. Те, като правило, имат две намотки на статора, изместени в пространството с 90 °. Една намотка се нарича работна или основна. Свързва се директно към еднофазна мрежа. Другата намотка се нарича стартова или спомагателна намотка. Свързва се към еднофазна мрежа чрез фазоизместващ елемент, или само по време на стартиране, или постоянно. При някои двигатели спомагателната намотка изобщо не е свързана към мрежата и ЕМП в нея се индуцира от потока на основната намотка.
В зависимост от вида на фазоизместващия елемент, както и от начина на използване на спомагателната (стартовата) намотка, силовите еднофазни асинхронни (и синхронни) микромотори могат да бъдат разделени на пет групи: с пусково съпротивление; стартов кондензатор; стартов и работещ кондензатор; работницикондензатор; екранирани стълбове.
В допълнение към еднофазните микромотори в системите за автоматизация, универсалните асинхронни микромотори се използват и като захранващи, които, тъй като са трифазни по предназначение, могат да работят и от еднофазни променливотокови мрежи, когато се промени схемата на свързване на намотките - фазите и се включат фазоизместващи елементи.
Синхронни микромотори
Основната характеристика на синхронните микромотори, която определя обхвата на тяхното приложение, е постоянството на скоростта при постоянна честотаfна захранващата мрежа. Скорост на ротора на двигателя в синхронен режим (приMсъпротивление
Понастоящем синхронните микромотори се използват широко в схемите за автоматизация. По отношение на дизайна те са много разнообразни, особено еднофазни микромотори с ниска мощност (от части от вата до няколко вата).
Двигателите с номинална мощност от десетки до стотици вата имат обичайния класически дизайн. Състоят се от неподвижна част - статор, в жлебовете на който е поставена трифазна или двуфазна променливотокова намотка, и въртяща се част - ротор, който при повечето двигатели е с ясно изразени полюси.
В зависимост от конструкцията на ротора има синхронни микромотори селектромагнитно възбуждане, постоянни магнити, реактивенихистерезисНа фиг. 18.2 показва основните конструктивни диаграми на синхронни микромотори.
В допълнение към конвенционалните двигатели, в схемите за автоматизация понякога се срещат реверсирани синхронни микромотори, чиято намотка за променлив ток е поставена в жлебовете на ротора.
Микромотори с електромагнитно възбуждане (с DC възбуждаща намотка на полюсите) поради сложносттатехните конструкции и стартиране, както и необходимостта от източник на постоянен ток за захранване на намотката на възбуждане, се използват много рядко в схемите за автоматизация.
Синхронните микромотори се произвеждат както за промишлена честота от 50 Hz, така и за по-високи честоти от 400, 500, 1000 Hz. В допълнение към конвенционалните двигатели, нискоскоростни двигатели с електромагнитно намаляване на скоростта, работещи на хармоници на зъбно поле, и двигатели с търкалящи се или вълнови ротори се използват широко в автоматизираните вериги. Понякога конвенционалните двигатели с интегрирани предавки се използват за постигане на ниски скорости.
Синхронните микродвигатели подлежат както на общи изисквания за всички електрически машини - високи енергийни показатели(nи cosφ), малки размери, тегло и др., така и на специфични за синхронните двигатели изисквания, които зависят от веригата, в която се използва двигателят. В някои схеми двигателят изисква постоянство на средната скорост, в други - постоянство на моментната скорост в рамките на един оборот на ротора и т.н.
В допълнение към синхронните микромотори с непрекъснато въртене са използвани и импулсни стъпкови двигатели.