Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Вопрос №1: Назовите основные конструктивные исполнения СДПМ. Какими достоинствами и недостатками обладает каждая из конструкций?




В схемах автоматики применяются синхронные двигатели различных типов с постоянными магнитами (СДПМ), различающиеся способом пуска, конструктивным исполнением, способом питания обмоток статора и т.п. Наиболее перспективными в электроприводах с относительно высокими частотами вращения являются СДПМ с асинхронным пуском. Отличительная особенность конструкции таких двигателей — наличие на роторе пусковой коротко замкнутой обмотки.

В зависимости от взаимного расположения на роторе магнитов и коротко замкнутой обмотки СДПМ подразделяют на двигатели с радиальным, аксиальным и тангенциальным расположением системы возбуждения и пускового устройства. Конструкция статоров СДПМ всех типов такая же, как и у обычных машин переменного тока.

1) Синхронные двигатели с радиальным расположением постоянных магнитов 1 и короткозамкнутой обмотки 2 отличаются от двигателей с электромагнитным возбуждением тем, что полюсная система ротора выполняется с малым зазором между соседними полюсными башмаками 3 (рис.1,а). Значительная ширина полюсных башмаков приводит к увеличению магнитной проводимости рассеяния между полюсами ротора, что предохраняет магниты от размагничивания МДС реакции якоря и способствует увеличению магнитной связи обмоток статора и ротора в пусковом режиме. Обмотка ротора выполняется практически с полным числом медных стержней и образует мощную демпферную клетку, которая защищает магниты от размагничивания ударным током короткого замыкания в момент подключения двигателя к сети.

В СДПМ малой мощности при высоких частотах вращения применяется конструкция ротора, представленная на рис.1,б. Наличие стальных перемычек (мостиков насыщения) в междуполюсной зоне роторного кольца улучшает пусковые свойства СДПМ и обеспечивает получение монолитной, механически прочной и технологичной конструкции.

В магнитных системах со звездообразными магнитами не удается полностью использовать магнитные свойства анизотропных материалов. Поэтому при применении высококоэрцитивных сплавов со столбчатой структурой магниты выполняют из отдельных брусков, прилегающих к ромбовидному валу (рис.1,в).

 

 

Рис. 1. Конструкции роторов с радиальным расположением постоянных магнитов и пускового устройства: а — со звездообразным магнитом; б — с мостиком насыщения; в — с ромбовидным магнитным валом

 

2) Конструкция ротора с аксиальным расположением постоянных магнитов 1 и короткозамкнутой обмотки 2, представленная на рис.2,а, применяется при часто встречающихся на практике ограничениях по внешнему диаметру двигателя, когда выполнение лучшей в электромагнитном отношении радиальной конструкции затруднительно. Для обеспечения надежного пуска магниты при аксиальной конструкции занимают 0,2—0,3 длины сердечника статора.

Отметим, что в силу малой магнитной проницаемости магнитов поток статора сосредоточен в основном в зоне короткозамкнутого ротора. Поэтому индуктивные сопротивления реакции якоря по различным радиальным осям различаются незначительно. Это обстоятельство позволяет рассматривать СДПМ аксиальной конструкции как неявнополюсный. Недостатком конструкции ротора с одним расположенным с торца магнитом является возможность возникновения осевых сил тяжения в случае различной индукции в зоне магнита и пускового устройства. Поэтому в СДПМ с высокой равномерностью частоты вращения ротор выполняют по конструктивным схемам, показанным на рис.2,б,в. В конструкции ротора, показанной на рис.2,в, целесообразно выполнять одну обмотку с большим активным сопротивлением, исходя из обеспечения требуемого пускового момента, другую — с малым сопротивлением в целях получения большой крутизны пусковой характеристики в зоне малых скольжений.

Достоинством аксиальной конструкции роторов является ее технологичность. Короткозамкнутая обмотка может выполняться как медной из отдельных стержней, так и алюминиевой путем литья под давлением. Отдельное расположение на валу СДПМ короткозамкнутой части ротора позволяет легко осуществить скос пазов и уменьшить влияние зубцовых гармоник.

 

Рис.2. Конструкции роторов с аксиальным расположением постоянных магнитов и пускового устройства: а — с одним торцевым магнитом; б — с двумя торцевыми магнитами; в — с двумя пусковыми клетками

 

3) Двигатели с тангенциальным расположением на роторе постоянных магнитов 1 и пускового устройства 2 (рис.3,а), называемые иногда двигателями с ротором коллекторного типа, применяются в многополюсных системах в целях концентрации магнитного потока соседних магнитов 1 в полюсах-сегментах 3. Клиновидные полюсы 3 ротора изготовлены из магнитомягкой стали. Стержни пускового устройства 2 вместе с короткозамыкающими кольцами обеспечивают монолитность и механическую прочность ротора. Для уменьшения потока рассеяния магниты отделены от вала немагнитной втулкой 4.

В роторе коллекторного типа магнитный поток, создаваемый соседними магнитами, концентрируется в полюсах-сегментах. Недостатками роторов коллекторного типа являются: сложность конструкции, малая доля магнитов в объеме ротора, наличие паразитных воздушных зазоров между магнитами и сегментами полюсов.

Разновидностью ротора коллекторного типа является конструкция, показанная на рис.3,б. Здесь для увеличения рабочего потока кроме тангенциально-намагниченных магнитов 1 установлены магниты 2, намагниченные в радиальном направлении. Общим недостатком представленных на рис.3 конструкций является усложнение технологии сборки роторов.

 

Рис. 3. Конструкции роторов коллекторного типа (а) и с тангенциально-радиальными намагниченными магнитами (б)

 

 

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...