Výkonné jednosmerné motory a tachogenerátory

Jednosmerné výkonné motory

Jednosmerné servopohony sú nízkoenergetické stroje používané v automatizácii a telemechanike, v automatických riadiacich, regulačných a riadiacich systémoch automatizovaných inštalácií, kde premieňajú elektrický signál meracieho zariadenia – riadiace napätie – na uhlový pohyb hriadeľa na ovplyvnenie riadiacich, regulačných alebo riadiacich prístrojov... V prípadoch, keď vstupný signál nestačí na pohon hnacieho motora, používa sa magnetický alebo polovodičový výkonový zosilňovač.

Hnacie motory zvyčajne pracujú s častými štartmi, zastaveniami a spätným chodom. Vyznačujú sa výrazným rozbehovým momentom a rýchlosťou. Vo väčšine prípadov sú závislosti krútiaceho momentu kotvy a otáčok na riadiacom napätí blízke lineárnym.

V závislosti od systému napájania elektrických obvodov sa rozlišujú hnacie motory riadené kotvou a pólové.Pri regulácii kotvy je riadiace vinutie vinutie kotvy, v spojení s ktorým je na jeho svorky privádzané riadiace napätie a konštantný budiaci prúd poskytuje nezávislý zdroj elektrickej energie konštantného napätia. V prípade pólového ovládania slúži riadiaca cievka ako primárna pólová budiaca cievka a na jej svorky je privádzané riadiace napätie a svorkové napätie kotvy nastavené nezávislým zdrojom jednosmerného napätia zostáva nezmenené.

Zvyčajne sa používa kotvové riadenie. Obrátenie polarity riadiaceho napätia spôsobí otáčanie kotvy v opačnom smere.

Výkonné jednosmerné motory sa vyrábajú s menovitým výkonom od zlomku wattu do 600 W v bežných a špeciálnych prevedeniach.

Motory bežnej konštrukcie sú podobné jednosmerným strojom na všeobecné použitie, ale líšia sa od nich tým, že rám s hlavnými pólmi, podobne ako kotva, je zostavený z tenkých plechov z elektroocele, ktoré sú navzájom izolované, čo zlepšuje vlastnosti týchto strojov. v prechodných podmienkach. Okrem toho v týchto strojoch nie sú žiadne ďalšie póly, pretože reakcia kotvy je malá a spínacie procesy sú úplne uspokojivé. Pretože rýchlosť kotvy je nízka, na hriadeli takýchto motorov nie je žiadny ventilátor.

Medzi motory špeciálnej konštrukcie patria magnetoelektrické stroje s budením hlavného magnetického poľa pomocou permanentných magnetov, ako aj stroje s nízkou zotrvačnosťou, ktoré sa líšia konštrukciou kotvy.K tým druhým patria: motory s dutou nemagnetickou kotvou - dutý tenkostenný plastový valec s lisovanou cievkou z medeného drôtu s vnútorným pevným feromagnetickým magnetickým obvodom namontovaným na ložiskovom štíte a menej odolné motory s kotúčovou kotvou - a tenký nemagnetický kotúč z keramiky, textolitu, skla a niekedy aj hliníka s potlačenou cievkou, čo je súprava medených fóliových drôtov, radiálne umiestnených po oboch stranách kotúča, po ktorých sa kĺžu strieborno-grafitové štetce. sa vyznačujú nízkym momentom zotrvačnosti kotvy, ktorý zabezpečuje vysokú rýchlosť výkonného motora.

Hmotnosť jednosmerných výkonných motorov je 2-4 krát menšia ako hmotnosť asynchrónnych výkonných motorov s rovnakým menovitým výkonom a ich účinnosť pri menovitom výkone 5 ... 10 W je asi 0,3 a dosahuje hodnotu 0,65 a trochu. vyššie pre motory s menovitým výkonom 200 — 300 W.

DC tachogenerátory

Jednosmerné tachogenerátory sú nízkoenergetické stroje určené na premenu mechanickej hodnoty na elektrický signál – výstupné napätie. Používajú sa najmä na riadenie a meranie otáčok hnacieho hriadeľa, ku ktorému je pripojený hriadeľ tachogenerátora, ktorého kotvové svorky sú spojené s meracím zariadením. Okrem toho sa tachogenerátory používajú v elektromechanických výpočtových zariadeniach na vykonávanie výpočtových operácií, ako aj v zariadeniach na automatické spracovanie generovaných akceleračných a tlmiacich signálov.

Tachogenerátory sú magnetoelektrické s budením hlavného magnetického poľa pomocou permanentných magnetov a elektrodynamické s elektromagnetickým budením vplyvom magnetického poľa. budiaca cievka napájaná nezávislým zdrojom jednosmerného napätia.

Výstupné napätie tachogenerátora v kľudovom režime sa mení lineárne s otáčkami kotvy a pri zaťažení je táto linearita trochu narušená, a to čím viac, tým menší odpor má merací prístroj pripojený na svorky kotvy. Napriek tomu pre každý tachogenerátor existuje relatívne malý rozsah meraných otáčok, v rámci ktorého pri dostatočne veľkom odpore meracieho zariadenia a konštantných podmienkach budiaceho obvodu možno výstupnú charakteristiku považovať za prakticky lineárnu.

Schéma zapojenia jednosmerného tachogenerátora nezávislého budenia

Významnou nevýhodou jednosmerných tachogenerátorov je kolísanie výstupného napätia v dôsledku miernej periodickej zmeny magnetického toku v dôsledku nerovnomernej vzduchovej medzery a nerovnakej vodivosti kotvy v rôznych radiálnych smeroch, vrátane tých, ktoré sú spôsobené štruktúrou zubov jej magnetického obvodu, ako aj v dôsledku vibrácií kief, drsnosti a elipsovitosti kolektora a spínacích procesov — do značnej miery eliminovaných v tachogenerátore s dutou kotvou, ktorý je konštruovaný rovnako ako výkonný jednosmerný motor s nízkou zotrvačnosťou a podobná armatúra.

Nepresnosť inštalácie kefiek na geometrickej neutralite kolektora tachometra vedie k asymetrii výstupného napätia, t.j.na generovanie dvoch rôznych napätí vo vinutí kotvy v opačných smeroch jej otáčania pri rovnakej rýchlosti. Pri správnom usporiadaní kief je napäťová asymetria v rozmedzí 0,3 až 1 % menovitého napätia tachogenerátora.