28 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое синхронный двигатель с постоянными магнитами

Синхронные машины с постоянными магнитами

Синхронные машины с постоянными магнита­ми (магнитоэлектрические) не имеют обмотки воз­буждения на роторе, а возбуждающий магнитный поток у них создается постоянными магнитами, рас­положенными на роторе. Статор этих машин обыч­ной конструкции с двух- или трехфазной обмоткой.

Применяют эти машины чаще всего в качестве двигателей небольшой мощности. Синхронные ге­нераторы с постоянными магнитами применяют ре­же, главным образом в качестве автономно рабо­тающих генераторов повышенной частоты, малой и средней мощности.

Синхронные магнитоэлектрические двигате­ли. Эти двигатели получили распространение в двух конструктивных исполнениях: с радиальным и акси­альным расположением постоянных магнитов.

При радиальном расположении по­стоянных магнитов пакет ротора с пусковой клет­кой, выполненный в виде полого цилиндра, закреп­ляют на наружной поверхности явно выраженных полюсов постоянного магнита 3. В цилиндре делают межполюсные прорези, предотвращающие замыка­ние потока постоянного магнита в этом цилиндре (рис. 23.1, ).

При аксиальном расположении маг­нитов конструкция ротора аналогична конструкции ротора асинхронного короткозамкнутого двигателя. К торцам этого ротора прижаты кольцевые постоян­ные магниты (рис. 23.1, ).

Конструкции с аксиальным расположением маг­нита применяют в двигателях малого диаметра мощностью до 100 Вт; конструкции с радиальным расположением магнитов применяют в двигателях большего диаметра мощностью до 500 Вт и более.

Физические процессы, протекающие при асин­хронном пуске этих двигателей, имеют некоторую осо­бенность, обусловленную тем, что магнитоэлектриче­ские двигатели пускают в возбужденном состоянии. Поле постоянного магнита в процессе разгона ротора наводит в обмотке статора ЭДС , частота которой увеличивается пропор­ционально частоте вращения ротора. Эта ЭДС наводит в обмотке статора ток, взаимодействующий с полем постоянных магнитов и создающий тормозной момент , направленный встречно вращению ротора.

Рис. 23.1. Магнитоэлектрические синхронные двигатели с радиальным (а) и

аксиальным (б) расположением постоянных магнитов:

1 — статор, 2 — короткозамкнутый ротор, 3 — постоянный магнит

Таким образом, при разгоне двигателя с постоянными магни­тами на его ротор действуют два асинхронных момента (рис. 23.2): вращающий (от тока , поступающего в обмотку статора из сети) и тормозной (от тока , наведенного в обмотке статора полем постоянного магнита).

Однако зависимость этих моментов от частоты вращения ро­тора (скольжения) различна: максимум вращающего момента соответствует значительной частоте (небольшому скольжению), а максимум тормозного момента МТ малой частоте вращения (большому скольжению). Разгон ротора происходит под действи­ем результирующего момента , который имеет зна­чительный «провал» в зоне малых частот вращения. Из приведен­ных на рисунке кривых видно, что влияние момента на пусковые свойства двигателя, в частности на момент входа в син­хронизм Мвх, значительно.

Для обеспечения надежного пуска двигателя необходимо, чтобы минимальный результирующий момент в асинхронном ре­жиме и момент входа в синхронизм Мвх, были больше момента нагрузки. Форма кривой асинхронного момента магнитоэлектри­ческого

Рис.23.2. Графики асинхронных моментов

магнитоэлектрического синхронного двигателя

двигателя в значительной степени зависит от активного сопротивления пусковой клетки и от степени возбужденности дви­гателя, характеризуемой величиной , где ЕЭДС фазы статора, наведенная в режиме холостого хода при вра­щении ротора с синхронной частотой. С увеличением «провал» в кривой момента увеличивается.

Электромагнитные процессы в магнитоэлектрических син­хронных двигателях в принципе аналогичны процессам в син­хронных двигателях с электромагнитным возбуждением. Однако необходимо иметь в виду, что постоянные магниты в магнито­электрических машинах подвержены размагничиванию действием магнитного потока реакции якоря. Пусковая обмотка несколько ослабляет это размагничивание, так как оказывает на постоянные магниты экранирующее действие.

Положительные свойства магнитоэлектрических синхронных двигателей — повышенная устойчивость работы в синхронном режиме и равномерность частоты вращения, а также способность синфазного вращения нескольких двигателей, включенных в одну сеть. Эти двигатели имеют сравнительно высокие энергетические показатели (КПД и ,).

Недостатки магнитоэлектрических синхронных двигателей — повышенная стоимость по сравнению с синхронными двигателями других типов, обусловленная высокой стоимостью и сложностью обработки постоянных магнитов, выполняемых из сплавов, обла­дающих большой коэрцитивной силой (ални, алнико, магнико и др.). Эти двигатели обычно изго­товляют на небольшие мощности и применяют в приборостроении и в устройствах автоматики для привода механизмов, требующих по­стоянства частоты вращения.

Синхронные магнитоэлек­трические генераторы. Ротор та­кого генератора выполняют при малой мощности в виде «звездоч­ки» (рис. 23.3, а), при средней мощности — с когтеобразными полюсами и цилиндрическим постоянным магнитом (рис. 23.3, б). Ротор с когтеобразными полюсами дает возможность получить генератор с рассеянием полюсов, ограничивающим ударный ток при внезапном коротком замыкании генератора. Этот ток представляет большую опасность для постоянного магнита ввиду сильного размагничивающего действия.

Помимо недостатков, отмеченных при рассмотрении магнитоэлектрических синхронных двигателей, генераторы с постоянны­ми магнитами имеют еще один недостаток, обусловленный отсутствием обмотки возбуждения, а поэтому регулировка напряжения в магнитоэлектрических генераторах практически невозможна. Это затрудняет стабилизацию напряжения генератора при измене­ниях нагрузки.

Рис.23.3. Роторы магнитоэлектрических синхронных генераторов:

1 – вал; 2 – постоянный магнит; 3 – полюс; 4 – немагнитная втулка

Упрощенная математическая модель синхронного электродвигателя с возбуждением постоянными магнитами

Анатолий Коршунов

Для синхронного двигателя с постоянными магнитами на роторе выведены дифференциальные уравнения, в которых учитываются главные факторы, определяющие свойства машины, — зависимость электромагнитных процессов и вращающего момента от скорости и углового положения ротора.

Введение

Благодаря своим высоким эксплуатационным характеристикам синхронный двигатель (СД) с постоянными магнитами на роторе является перспективной электрической машиной для приводов малой и средней мощности: от стиральной машины до металлорежущего станка и электровоза [1]. Отсутствие обмотки возбуждения и успокоительной обмотки несколько упрощает процессы в СД и их описание.

Однако, как известно, сложность явлений, происходящих в электрических машинах переменного тока при переходных процессах, делает их математическое описание и исследование без ряда упрощающих допущений практически невозможным [2]. Стремление учесть главные факторы, определяющие свойства машины, и пренебречь второстепенными факторами приводит к рассмотрению идеализированной электрической машины. Такая машина характеризуется:

  • отсутствием насыщения, гистерезиса и вихревых токов в магнитной цепи;
  • отсутствием вытеснения тока в проводниках обмоток;
  • синусоидальным распределением в воздушном зазоре магнитодвижущей силы и магнитной индукции;
  • полной симметрией обмоток статора;
  • независимостью индуктивностей рассеяния обмоток статора от положения ротора.

Обычно идеализируют и источник питания, считая его выходное сопротивление нулевым, а ЭДС — образующими трехфазную симметричную систему.

Имея конечной целью использование математической модели синхронного двигателя (СД) в анализе и синтезе замкнутых частотно управляемых электроприводов (ЭП), желательно получить наиболее простую и удобную модель. Для этого примем дополнительные упрощающие допущения. Учитывая необходимое для защиты силовых ключей автономно инвертора ограничение тока СД, будем считать, что статорная обмотка питается от трехфазного генератора тока. При наличии в ЭП контура регулирования тока это допущение весьма близко к реальности и позволяет рассматривать электромеханические процессы независимо от электромагнитных процессов. Кроме этого, пренебрежем индуктивностью рассеяния обмоток статора СД и учтем отсутствие успокоительной обмотки.

Учитывая очень большую коэрцетивную силу современных редкоземельных магнитов (Nd–Fe–B или Sm–Co), будем считать индукцию магнитного поля, создаваемого постоянными магнитами ротора в зазоре СД, неизменной.

Электромагнитный вращающий момент СД

Рассмотрим поперечное сечение СД с одной парой полюсов (2р = 2), представленное на рис. 1. Буквами AX, BY, CZ обозначены секторы фазных обмоток статора. Фазовые токи образуют трехфазную симметричную систему:

Читать еще:  Что такое двигатель лапчатый

Направления токов указаны для момента t = 0. Ось магнитного поля статора совпадает с осью обмотки фазы А, причем направление силовых линий поля соответствует указанным на рис. 1 магнитным полюсам статора Nc и Sc. Нетрудно понять из рис. 1 и формул (1), что поле статора вращается по часовой стрелке.

Для определения амплитуды электромагнитного вращающего момента СД положим, что в момент t = 0 ось поля ротора совпадает с плоскостью обмотки фазы А (то есть перпендикулярна к оси обмотки), а направление его силовых линий соответствует показанным на рис. 1 полюсам поля ротора: Np и Sp.

По закону Ампера, на проводники обмотки статора действуют силы, направленные согласно правилу левой руки в сторону, противоположную направлению вращения поля статора. Таким образом, на статор СД со стороны его ротора действует вращающий момент, направленный против направления вращения поля статора.

Согласно третьему закону Ньютона, точно такой же вращающий момент действует со стороны статора СД на его ротор, но направлен он в противоположную сторону, то есть в сторону вращения поля статора.

Для вычисления вращающего момента примем, что ток статорной обмотки не сосредоточен в ее проводниках, а распределен вдоль окружности статора, как показано на рис. 2.

Плотность тока в секторах фаз А, В и С определяется выражением:

где ij —мгновенное значение фазного тока, W — число витков фазовой обмотки, α — относительная длина дуги окружности в радианах, iA = –ix = Im, iB = –iy = Im cos [–(2π/3)], ic = = –iz = Imcos [–(4π/3)]. Элементарный момент , создаваемый элементарным током статора di=(di/da) da, определяется выражением

где В (α)—индукция в данной точке воздушного зазора, R — расстояние от оси машины до проводников статора, l — длина активной части ротора.

Отсчитывая α от плоскости обмотки фазы А в направлении вращения поля, можно записать выражение для величины вращающего момента

Выполняя интегрирование по фазным секторам обмотки, на которых плотность тока статора постоянна, с учетом

где Вm — амплитуда магнитной индукции, создаваемой в зазоре полюсами ротора, получаем

Рассмотрим далее общий случай, когда в момент t = 0 токи в фазах имеют значения

что означает поворот поля статора на угол φ в направлении его вращения (φ > 0). Ротор сместим на угол

в том же направлении (

> 0). В этом случае полюсы статора и ротора сдвинуты уже не на π/2, как на рис. 1, а на угол, равный π/2 + φ –

На рис. 3 представлены законы изменения плотности тока статора в относительных единицах (то есть без множителя (3ImW)/π и магнитной индукции, создаваемой ротором в воздушном зазоре СД). Аналогично предыдущему определяется вращающий электромагнитный момент двигателя, что с учетом (6) дает (8).

При смещении точки отсчета угла поворота ротора на π/2 в сторону вращения поля статора, то есть отсчитывая

от оси обмотки фазы А, в выражение (8) следует подставить

— угловое смещение оси полюса ротора Sp (Np) относительно оси полюса статора Nc (Sc), отсчитываемое от Sp до Nc в направлении вращения поля. Очевидно, что при отставании поля ротора от поля статора на угол до 180° на ротор действует вращающий момент, а при опережении на такой же угол – тормозящий момент. При совпадении осей полюсов Sp и Nc (Sc и Np) электромагнитный момент равен нулю. Как известно, вращающий и тормозящий моменты обращаются в нуль и при φ –

= ±π, что в случае одной пары полюсов соответствует одному и тому же положению ротора относительно статора. Однако это положение неустойчиво, поскольку любое отклонение от него вызывает увеличение отклонения под действием тормозящего или разгоняющего момента. Разумеется, приведенные рассуждения относятся к случаю отсутствия момента нагрузки.

ЭДС, наводимая постоянными магнитами вращающегося ротора в обмотке статора СД

При вращении ротора в каждом проводнике обмотки наводится ЭДС вращения

где Bi — магнитная индукция, создаваемая ротором в месте i-го проводника обмотки, ν — линейная скорость проводника относительно поля ротора.

Мгновенное значение полной ЭДС, наводимой в проводнике фазовой обмотки, равно сумме ЭДС, наводимых в данный момент в каждом проводнике обмотки.

Определим положение ротора углом

между плоскостью обмотки фазы А и осью S полюса ротора, отсчитываемым в направлении вращения поля. Распределение магнитной индукции в зазоре у сектора фазы А обмотки статора можно описать выражением

где α — угол, отсчитываемый от плоскости обмотки фазы А в направлении вращения поля статора.

Полагая угловое расстояние между соседними проводниками обмотки (рис. 1) равным

получаем величину суммарной ЭДС в фазе А:

Множитель 2 перед суммой объясняется суммированием ЭДС проводников только в одном секторе фазной обмотки.

Ряд косинусов легко сворачивается, если воспользоваться формулой Эйлера

Синхронный двигатель с постоянными магнитами

Изобретение связано с использованием трехфазных синхронных машин специальной конструкции с возбуждением от постоянных магнитов, НО 2 К 21/27.В настоящее время

Синхронный двигатель с постоянными магнитами

Другие рефераты по предмету

Министерство образования Российской Федерации

Новосибирский Государственный Технический Университет

На тему: Синхронные двигатели с постоянными магнитами.

Студент Максимов Р.С.

Титульный лист выполнен по ГОСТ 2.105-95.ЕСКД. Общие требования к текстовым документам

  1. Введение.
  2. Назначение и область применения.
  3. Устройство.
  4. Принцип работы синхронной машины.
  5. Особенности пуска двигателей с постоянными магнитами.
  6. Уравнение ЭДС и момент двигателя в синхронном режиме.
  7. Двигатели с радиальным расположением магнитов.
  8. Характеристики магнитотвердых материалов, применяемых в магнитных системах Синхронных машин.
  9. Заключение.
  10. Список литературы.

Применение постоянных магнитов в магнитных системах синхронных машин так же, как и в других типах электрических машин, обусловлено стремлением уменьшить габариты и вес машины, упростить конструкцию, увеличить к.п.д., повысить надежность в эксплуатации.

Постоянные магниты в синхронных машинах предназначены для создания магнитного поля возбуждения, причем для этого могут применяться постоянные магниты, комбинированные с электромагнитами, по катушкам которых протекает постоянный ток. Использование комбинированного возбуждения позволяет получить требуемые регулировочные характеристики по напряжению и частоте вращения при значительно уменьшенной мощности возбуждения и объеме магнитной системы по сравнению с классическими электромагнитными системами возбуждения синхронных машин.

В настоящее время постоянные магниты применяются при мощности синхронных машин до одного или нескольких киловольт-ампер. По мере создания с постоянных магнитов с улучшенными характеристиками, мощности машин возрастают.

Назначение и область применения.

Синхронные машины, являются машинами переменного тока. Применяются в качестве двигателя и генератора.

Синхронные двигатели применяются в основном в приводах большой мощности. Мощность их достигает нескольких десятков мегаватт. На тепловых станциях, металлургических заводах, шахтах, Холодильниках приводят в движение насосы, и другие механизмы, работающие с неизменной скоростью. Синхронные двигатели могут работать с различной реактивной мощностью. Таким образом, Эти двигатели позволяют улучшить коэффициент мощности предприятия. Однако стоимость приводов с синхронным двигателями выше, чем с асинхронными.

Специальные двигатели малой мощности используют в устройствах, где строгое постоянство скорости, электрочасы, автоматические самопишущие приборы, устройства с программным управлением и др.

Читать еще:  Будет ли работать дизельный двигатель на пропане

На крупных подстанциях электрических систем устанавливают специальные синхронные машины, работающие в режиме холостого хода и отдающие в сеть только реактивную мощность, которая необходима для асинхронных двигателей. Эти машины называют синхронными компенсаторами.

Устройство синхронного двигателя с возбуждением от постоянных магнитов.

Изобретение относится к области использования трехфазных синхронных машин для выработки электроэнергии. Устройство состоит из расположенных на одном валу трехфазного синхронного двигателя и трехфазного синхронного генератора, которые выполнены с возбуждением от постоянных магнитов. Ротор и статор двигателя и генератора имеют явно выраженные полюса. Обмотки статора намотаны вокруг полюсов статора. Постоянные магниты возбуждения в двигателе и генераторе размещены в спинках ротора между его полюсами. В центре полюсов ротора генератора находятся плоские компенсационные постоянные магниты, размещенные в плоскостях, проходящих через ось генератора.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение связано с использованием трехфазных синхронных машин специальной конструкции с возбуждением от постоянных магнитов, НО 2 К 21/27.В настоящее время широко известны конструкции трехфазных синхронных машин (двигателей и генераторов), в том числе и с возбуждением от постоянных магнитов. Описание конструкции синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов могут быть приняты за прототип синхронных машин, предлагаемых в настоящем изобретении. Недостатком существующих синхронных машин является то, что магнитный поток, создаваемый постоянными магнитами полюсов ротора, пересекает проводники обмотки статора, располагаемые в пазах внутренней поверхности статора. При этом генерируемая электрическая мощность в генераторе равна требуемой механической мощности, подводимой к ротору генератора (без учета потерь энергии в статоре и механических потерь энергии в роторе). Точно также механическая мощность, развиваемая двигателем, равна мощности, потребляемой двигателем от источника питания (без учета потерь энергии). В связи с изложенным эффективность существующих синхронных машин, принятых за прототипы, всегда меньше единицы. Технический результат, на достижение которого направлено настоящее изобретение, состоит в создании трехфазных электрических машин (двигателя и генератора) с эффективностью, большей единицы, объединяемых на одном валу в агрегат, позволяющий обеспечить выработку электроэнергии без затрат каких-либо энергоносителей. Устройство синхронного двигателя-генератора (СДГ) состоит из трехфазного синхронного двигателя (ТСД) и трехфазного синхронного генератора (ТСГ), находящихся на одном валу, помещенных в общий корпус. Двигатель и генератор выполнены с явно выраженными полюсами статора и ротора, с обмотками статора (ОС), намотанными “вокруг” полюсов статора. Статор, состоящий из полюсов статора (ПС) и “спинки” статора (СС), выполнен из листовой электротехнической стали. Ротор, состоящий из полюсов ротора (ПР) и спинки ротора (СР), выполнен из монолитной электротехнической стали. В спинке ротора размещены постоянные магниты возбуждения (ПМВ).В центре полюсов ротора генератора дополнительно размещены плоские небольшой толщины компенсационные постоянные магниты (ПМК), располагаемые в плоскости, содержащей ось генератора. Особенностью конструкции двигателей ТСД является малая толщина постоянных магнитов возбуждения (2hПМП).Длина полюсов статора вдоль внутренней поверхности статора (lПС) составляет 60 “электрических” градусов; длина полюсов ротора вдоль наружной поверхности ротора (lПР ) составляет 120 “электрических” градусов. Число полюсов статора (mC) кратно трем и равно mC=3Р, где Р — число пар полюсов в машине. Число полюсов ротора (m P) равно: mP=2P.Все части магнитопроводов двигателя и генератора являются “ненасыщенными”, что позволяет учитывать магнитное сопротивление только постоянных магнитов и воздушных зазоров. Схематические поперечные сечения ТСД и ТСГ приведены на фиг.1

На фиг.1 приняты следующие обозначения:

1 — “спинка” статора (СС)

2 — полюса статора (ПС)

3 — обмотки статора (ОС)

4 — полюса ротора (ПР)

5 — “спинка” ротора (СР)

6 — постоянные магниты возбуждения (ПМВ)

Принцип действия синхронной машины.

Принцип действия синхронных машин основан на взаимодействии магнитных полей статора и ротора. Схематически вращающееся магнитное поле статора можно изобразить полюсами магнитов вращающихся в пространстве со скоростью вращения магнитного поля статора (рис. 1). Поле ротора также можно изобразить в виде

постоянного магнита, вращающегося синхронно с полем статора.

При отсутствии внешнего вращающего момента, приложенного к валу машины, оси полей статора и ротора совпадают (рис. 1 а)). Силы притяжения F действуют на ротор вдоль оси полюсов и взаимно компенсируют друг друга. Угол между осями полей статора и ротора равен нулю.

Если на вал машины действует тормозной момент, то ротор смещается в сторону запаздывания на угол (рис. 1 б). В результате силы притяжения F раскладываются на составляющие, направленные вдоль оси полюсов ротора (осевая составляющая) и перпендикулярно оси полюсов (тангенциальная составляющая). Осевые составляющие взаимно компенсируются, а тангенциальные создают вращающий момент , компенсирующий внешний момент, приложенный к валу (D — диаметр точек приложения тангенциальных сил). Машина при этом работает в режиме двигателя, компенсируя расходуемую на валу механическую мощность потреблением активной мощности из сети, питающей статор.

В случае если к ротору прикладывается внешний момент, создающий ускорение, т.е. действующий в направлении вращения вала, картина взаимодействия полей меняется на обратную. Направление углового смещения изменяется на противоположное, соответственно изменяется направление тангенциальных сил и направление действия электромагнитного момента. В этом случае он становится тормозным,

Delta Electronics:
Преобразователи Частоты
Промышленная Автоматизация

дисковый вентильный синхронный двигатель с возбуждением от постоянных магнитов

Дисковые синхронные вентильные двигатели

ДСД разрабатывались уже в СССР, в частности в одной из лабораторий ВНИИЭЛЕКТРОМАШ (г. Санкт-Петербург). Работа ЛСМ является развитием этих работ на современном уровне техники и технологии.

Под дисковым синхронным вентильным двигателем понимают систему регулируемого электропривода, состоящую из дискового электродвигателя переменного тока, конструктивно подобного синхронной машине с возбуждением от постоянных магнитов, и устройства управления, обеспечивающих коммутацию цепей обмоток электродвигателя в зависимости от положения ротора двигателя. В этом смысле вентильный двигатель подобен двигателю постоянного тока, в котором посредством коллекторного коммутатора подключается тот виток обмотки якоря, который находится под полюсами возбуждения. Такого рода двигатели не только регулируются по скорости, но способны преобразовывать параметры электрического сигнала в параметры вращения вала. В отечественной электротехнике традиционно такие двигатели назывались исполнительными, а за рубежом — серводвигателями.

У ДСД, наряду с преимуществами против асинхронного двигателя, есть существенные преимущества в сравнении с двигателями постоянного тока:

  • высокая надежность по причине отсутствия коллекторного аппарата;
  • достаточно высокие напряжения на статоре и, следовательно, мощности ДСД позволяют применять их в высокоскоростных приводах большой мощности;
  • допустимые высокие темпы изменения тока статора существенны в применениях в высокодинамичных электроприводах.

Технологические процессы разнообразны по своему содержанию и областям использования. Еще более разнообразны производственные машины и механизмы, осуществляющие различные технологические процессы. Благодаря своим хорошим регулировочным качествам ДСД получили широкое применение для привода различных промышленных машин и механизмов.


    Дисковая конфигурация наиболее эффективна для высокомоментных электромашин.

  • Уровень “моментности” электромашины характеризуется статическим моментом, т.е. моментом на валу машины на скорости вращения вала близкой к нулевой. Статические моменты сопротивления движению возникают под действием сил сопротивления: силы трения (механизмы передвижения экскаваторов, кранов, подачи металлорежущих станков и т.д.); силы сопротивления при обработке металла давлением (прокатка, штамповка, ковка); силы сопротивления резанию (металлорежущие станки и экскаваторы); силы тяжести (грузоподъемные и транспортные машины) и ветра (при передвижении на открытом воздухе). “Высокомоментность” позволяет использовать эти двигатели без редуктора и создавать “безредуторный” привод.
  • Размер — это еще одно важное достоинство: в отличие от традиционных цилиндрических машин, ДСД как правило больше в диаметре, но значительно короче. Его компактная, блинообразная форма позволяет размещать его в устройствах меньшего габарита. Заказчик имеет возможность изменять по специальному заказу внешнюю геометрию, посадочные и присоединительные размеры двигателя.
  • Гибкость ДСД позволяет учитывать особые условия использования и выпускать специальные модификации:
    • двигатели с полым ротором ( например, серия сервоприводов с полым ротором для станочных применений, предназначенных для работы в паре с ШВП (шариковинтовыми парами);
    • двигатели с встроенным дисковым редуктором;
    • двигатели-лебедки;
    • мотор — колесо, в том числе с режимом торможения;
    • бескорпусные встраиваемые в механизм двигатели;
    • возможность пакетирования дисковых модулей для наращивания общего момента (при спец. требованиях к размерам).
  • Конструкция ДСД позволяет не применять специальных средств охлаждения в номинальных режимах. Однако, дополнительное воздушное или водяное охлаждение может повысить выходные характеристики до 10 раз.
  • ДСД могут поставляться как сверхкомпактные высокооборотные электромашины большой мощности. Так, электродвигатель мощностью 400 кВт при оборотах 15000 об/мин имеет размер всего 600х600 мм.
  • Для управления всеми сериями ДСД применяются силовые модули с блоком микропроцессорного управления. Модули могут работать с разными типами датчиков угла поворота ротора, Холла, фотодатчиками и фотоинкрементальными преобразователями. Модули и блоки управления могут поставляться как в виде встраиваемых плат, так и в виде законченных приборов разного исполнения.
  • Микропроцессорное управление позволяет моделировать требуемую нагрузочную характеристику, наиболее оптимально соответствующую технологическому процессу.
  • Слева естественные механические характеристики традиционных двигателей:

    1. Постоянного тока независимого возбуждения.
    2. Постоянного тока последовательного возбуждения.
    3. Асинхронного.
    4. Синхронного.

    Ниже приведены сравнительные характеристики традиционных управляемых двигателей с ДСД.

    ХАРАКТЕРИСТИКИдвигатель постоянного токаАсинхронный двигатель, управляемый от преобразователя частоты (разомкнутый контур U/f)Асинхронный двигатель, управляемый от преобразователя частоты (замкнутый контур U/f)ДСД
    Диапозон регулирования100 — 300 :110 — 20 : 1100 : 1300 — 10000 : 1
    Перегрузка М / Мн (%)150 … 200150до 300400 — 600
    t разг (%) при замкнутом контуре управления (ДСД=100%)500450 … 500300 … 400100
    Принудительно охлаждение для широкого диапозона регулированиядададанет
    Статический момент (на нулевой скорости)нетнетнетда
    Обслуживание двигателябольшоенебольшоенебольшоенебольшое
    Аварийный останов с помощью механич.
    тормоза двигателя
    хорошохорошохорошохорошо*
    4-х квадратный режимс возвратом энергии в сеть (рекуперативное торможение)с тормозным резисторомс тормозным резисторомс возвратом энергии в сеть или тормозным резистором
    Возможность позиционирования и точность повторениязависит от генератора и внешних устройствнетточность позиционирования приблизительно +/-50 угловых минутточность позиционирования — секунды

    *ДСД сам по себе является качественным тормозом, поэтому механический тормоз применяется только как аварийным и стояночным тормозом.

    На этом рисунке показаны механические характеристики типовых рабочих машин. Характеристика 1 соответствует машинам с рабочим органом резания; если толщина снимаемого резцом слоя постоянна, то момент сопротивления такой машины не зависит от скорости. Характеристика 2 отвечает условиям работы машин, где момент сопротивления определяется, главным образом, силами трения (транспортеры, конвейеры и др. машины). В этом случае момент сопротивления также не зависит от скорости механизма, однако, при пуске механизма момент, создаваемый силами трения покоя может существенно превышать момент сил трения при движении.

    Характеристика 3 относится к грузоподъемным механизмам, где момент сопротивления движению создается, главным образом, силой тяжести. Особенностью данной характеристики является то, что момент при подъеме груза несколько превышает момент сопротивления при спуске груза (характеристика 3), что связано с учетом механических потерь в передачах.

    Для турбомеханизмов (центробежных и осевых насосов, вентиляторов и компрессоров) момент на валу механизма существенно зависит от скорости — характеристика 4. Для вентиляторов эта зависимость носит квадратичный характер .

    Характеристикой, близкой к гиперболе , обладают намоточные устройства и другие машины, для которых технологически необходима работа с постоянством мощности.
    Отметим, что моменты на валу рабочей машины, определяемые ее механической характеристикой, не учитывают динамической составляющей момента, которая возникает при изменении скорости двигателя .

    Установившийся режим работы характеризуется тем, что скорость двигателя и рабочей машины остается в процессе работы постоянной. При этом момент, развиваемый двигателем, и момент сопротивления движению также постоянны.

    Анализ механических характеристик двигателей и типовых рабочих механизмов показывает, что только ДСД, механическая характеристика которого может моделироваться системой управления, может обеспечить установившийся режим работы для любого механизма.

    ДСД наиболее успешен в современных применениях, включая прецизионную обработку, промышленную робототехнику, поворотные станы, центрифуги, конвейерные системы, упаковочные системы, и миксеры. В упаковочной промышленности безредукторный двигатель позволяет эксплуатировать линии дольше, при этом требуя меньше обслуживания и меньше ремонта. Конвейерные системы имеющие дело с варьирующимся весом выиграют от применения ДСД благодаря его пиковому моменту, который не даст им остановиться под весом, превышающим номинальную нагрузку.

    ЛСМ СЗЭМО в настоящий момент проектирует и изготавливает двигатели с преимуществами:

    • компактный монтаж, благодаря очень большой удельной мощности;
    • высокая динамика, благодаря малому моменту инерции и низкой индуктивности обмоток;
    • улучшенный теплоотвод;
    • универсальное использование для большого числа приложений, встраиваемость в механизм;
    • широкий спектр двигателей.

    С областью применения:

    • автоматические сборочные линии;
    • роботы и манипуляторы;
    • конвейеры;
    • металлорежущие станки;
    • обработка дерева, стекла, керамики;
    • печатные машины;
    • координатные машины;
    • упаковочные станки, станки для обработки пластмасс;
    • механизмы для намотки и размотки материала.

    С техническими параметрами.

    Тип двигателядисковый синхронный двигатель с возбуждением постоянными магнитами
    Материал магнитаредкоземельный магнит
    Изоляция обмотки статора по EN 60034-1 (IEC 60034-1)класс нагревостойкости F для перегрева обмотки в Δ T
    Исполнение по EN 60034-7 (IEC 60034-7)IMB5 (IMV1, IMV3)
    Класс защиты по EN 60034-5 (IEC 60034-5)IP 54
    ОхлаждениеСамоохлаждение
    Контроль температурыДатчик температуры в обмотке статора
    Конец вала на стороне A по DIN 748-3 (IEC 60072-1)Со шпонкой и пазом
    Точность вращения, соосность и равномерность вращения по DIN42955 (IEC 60072-1)Допуск N (обычный)
    Вибрация по EN 60034-14 (IEC 60034-14)Уровень N (обычный)
    Уровень шума, макс. по EN 2168065-70db (A)
    Опциидатчики инкрементальные TTL (RS422), sin/cos 1 Vpp, 100-10000 об/мин
    класс нагревостойкости H для перегрева обмотки + 140 ° C
    напряжение двигателя 12-500 В
    расширенный режим эксплуатации -50 ° С — +50 ° С
    встроенное охлаждение
    полый вал
    безвальная конструкция
    класс защиты IR65, IR68
    стояночный тормоз
    планетарный или цевочный редуктор

    Телефон : , E-mail: info@matrixgroup.su, Время работы: с 9.00 до 18.00 (без обеда).

    © Matrix Group, LLC — Поставка продукции Delta Electronics, Inc — преобразователи частоты, средства автоматизации, ремонт, модернизация станков с ЧПУ, 2004-2021

    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector