Электродвигатели. Особенности бесконтактных двигателей постоянного тока
14.2.1. Особенности бесконтактных двигателей постоянного тока Бесконтактные электродвигатели постоянного тока (БДПТ) представляют собой электрические машины с возбуждением от постоянных магнитов, имеющие датчик углового положения ротора и полупроводниковый коммутатор. Бесконтактные
двигатели обладают такими важными функциональными свойствами, как длительная наработка (до 30000 ч и более), высокая надежность запуска после длительного пребывания в нерабочем состоянии, пригодность для работы во взрыво-и пожароопасных средах, работоспособность при низких давлениях окружающей среды. Бесконтактные двигатели выпускаются совмещенного исполнения (двигатель и коммутатор объединены в одном корпусе) и раздельного исполнения (двигатель и комму- татор выполнены в отдельных корпусах, соединенных промежуточным кабелем). Сфера применения БДПТ определила создание двух конструктивных разновидностей: БДПТ обычного исполнения; БДПТ герметизированного исполнения, в которых ротор и статор разделены герметичной металлической гильзой. Двигатели герметизированного исполнения применяются для приводов насосов и допускают непосредственный контакт своей торцевой поверхности со стороны вала с рабочей жидкостью без применения в двигателе дополнительных уплотнений.
По функциональному назначению БДПТ разделяются на силовые, управляемые и со стабилизацией частоты вращения. Для регулирования частоты вращения в БДПТ применяются в основном методы широтно-импульсной модуляции напряжения питания через маломощные цепи коммутатора. Этот метод реализуется на основе разомкнутых и замкнутых систем управления частотой вращения. Разомкнутые системы наиболее просты, но не обеспечивают жесткой механической характеристики (рис. 14.23,а). Замкнутые системы управления имеют отрицательную обратную связь по частоте вращения и обладают более жесткими механическими характеристиками (рис. 14.23,6), такие системы позволяют получить точность стабилизации частоты вращения БДПТ до 0,5 — 1 %. Наилучшее качество механических характеристик имеют БДПТ, построенные по системе с синхронизацией частоты вращения частотой внешнего управляющего сигнала (рис. 14.24, 14.25). В таких БДПТ механическая характеристика имеет астатический характер, ее жесткость определяется только стабильностью частоты внешнего сигнала. Практическая реализация синхронизированных БДПТ позволила достигнуть точности стабилизации частоты вращения до 0,01 %. Диапазон регулирования частоты вращения этих двигателей составляет 1 :1000 и более.
Механические и рабочие характеристики силовых БДПТ имеют сходный характер с аналогичными характеристиками коллекторных двигателей постоянного тока. Для упрощения схемы коммутатора БДПТ применяются обмотки с числом секций три и четыре, в результате чего перемещение вектора МДС в пределах оборота носит скачкообразный характер с числом устойчивых положений, равным числу секций обмотки. При этом кривая пускового момента имеет вид, указанный на рис. 14.26. Отношение Мптах/Мптт для различных типов БДПТ лежит в пределах 1,5 — 2. Импульсный характер тока в обмотках при коммутации вызывает появление радиопомех, которые наиболее существенным образом проявляются в цепях питания двигателя. Значение напряжения радиопомех в диапазоне частот 0,15 — 30 мГц, как правило, лежит в пределах от единиц до нескольких тысяч микровольт. Характерная зависимость уровня радиопомех от их частоты для БДПТ показана на рис. 14.27. 14.2.2. Двигатели серии БК Бесконтактные двигатели постоянного тока серии БК — силовые, реверсивные, с встроенным коммутатором. В качестве датчиков положения ротора использованы датчики Холла. Для контроля частоты вращения предусмотрен встроенный таходатчик. Режим работы — продолжительный.
