Электроника:Переменный ток/Двигатели переменного тока/Прочие специализированные двигатели

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Перевод: Макаров В. (valemak) Контакты:</br>* Habr: @vakemak</br>* Сайт: www.valemak.com</br>Перевёл статей: 656.
Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.


Прочие специализированные двигатели[1]

Асинхронный двигатель с экранированными полюсами

Простой способ обеспечить пусковой момент однофазного двигателя – это вставить закороченный виток в каждый полюс под углом от 30° до 60° к главной обмотке (рисунок ниже). Обычно ⅓ полюса ограждена неизолированной медной лентой.

Эти затеняющие катушки создают запаздывающий по времени затухающий магнитный поток, отстоящий от основного электромагнитного поля на 30°–60°. Этот запаздывающий поток с незатухающим основным компонентом создаёт вращающееся магнитное поле с небольшим крутящим моментом для запуска ротора.

Рис. 1. Асинхронный двигатель с экранированными полюсами: (а) конструкция с двумя катушками, (б) меньшая по размерам версия с одной катушкой.

Пусковой крутящий момент настолько мал, что двигатели с экранированными полюсами производятся только меньших размеров, менее 50 Вт. Низкая стоимость и простота делают этот двигатель подходящим для небольших вентиляторов, циркуляторов воздуха и других устройств с низким крутящим моментом. Скорость двигателя можно снизить последовательным переключением реактивного сопротивления для ограничения тока и крутящего момента или переключением отводов обмотки двигателя.

Рис. 2. Регулировка скорости двигателя с экранированными полюсами.

2-фазный серводвигатель

В серводвигателе, как правило, часть контура обратной связи содержит электронные, механические и электрические компоненты. Сервоконтур – это средство управления движением объекта посредством двигателя. Основное требование ко многим подобным системам – быстрый отклик.

Чтобы уменьшить инерционное ограничение ускорения, железный сердечник снимается с ротора, оставляя вращаться только алюминиевую чашу на валу. Железный сердечник снова вставляется в чашу в качестве статичного (невращающегося) компонента для замыкания магнитной цепи.

В остальном конструкция типична для двухфазного двигателя. Ротор с малой массой может ускоряться быстрее, чем короткозамкнутый ротор.

Рис. 3. Серводвигатель переменного двухфазного с высоким ускорением.

Одна фаза подключена к однофазной линии; другой управляется усилителем. На одну из обмоток подаётся сигнал, сдвинутый по фазе на 90°. На приведённом выше рисунке это достигается добавлением последовательного конденсатора в обмотку линии электропередачи.

Другая обмотка приводится в действие синусоидальной волной переменной амплитуды для управления скоростью двигателя. Фаза волны может инвертироваться (то есть сдвигаться на 180°), что позволяет менять направление вращения вала двигателя. Эта переменная синусоида является выходом усилителя ошибки.

См., например, в следующем 11-м разделе про синхронизирующий управляющий трансформатор. Управляющие поверхности в самолете могут быть размещены с помощью серводвигателей с частотой 400 Гц 2-φ.

Гистерезисный двигатель

Если заменить многослойный ротор асинхронного двигателя из кремнистой стали с низким гистерезисом на бесшумный безобмоточный цилиндр из закалённой магнитной стали, гистерезис (отставание намагниченности ротора) значительно усилится.

В результате синхронный двигатель с низким крутящим моментом развивает постоянный крутящий момент от остановки до синхронной скорости. Из-за низкого крутящего момента двигатель с гистерезисом доступен только если двигатель имеет очень маленькие размеры и используется только там, где предполагается постоянная скорость (приводы часов, когда-то в проигрывателях фонографов и т.п.).

Вихретоковая муфта

Если статор асинхронного или синхронного двигателя установлен с возможностью вращения независимо от ротора, возникает вихретоковая муфта. Катушки возбуждаются постоянным током и присоединяются к механической нагрузке.

Короткозамкнутый ротор прикреплён к приводному двигателю. Приводной двигатель запускается без подачи постоянного тока на муфту. Возбуждение постоянного тока регулируется от нуля до желаемого конечного значения, обеспечивая плавно регулируемый крутящий момент.

Работа вихретоковой муфты аналогична работе аналогового вихретокового автомобильного спидометра.

Итог

  • Затенённые полюса асинхронного двигателя используются в 50-ваттных приложениях с низким крутящим моментом, они создают вторую фазу от короткозамкнутых витков статора.
  • Гистерезисный двигатель – это небольшой синхронный двигатель с низким крутящим моментом, который когда-то использовался в часах и фонографах.
  • Вихретоковая муфта обеспечивает регулируемый крутящий момент.

См.также

Внешние ссылки