ВИДЫ ВЕНТИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

В зависимости от конструктивных особенностей СДПМ различают два основных вида вентильных двигателей:

1. Бесконтактные (бесщеточные) двигатели постоянного тока (БДПТ), в англоязычной литературе называемые "brushless DC motors", в которых конструкция синхронной машины магнитоэлектрического возбуждения, т.е. геометрическое расположение витков обмотки якоря на статоре и постоянных магнитов на роторе, обуславливает фазные ЭДС вращения трапецеидальной формы (рис.3).

2. Бесконтактные двигатели переменного тока - "permanent-magnet brushless AC motors", фазные ЭДС, вращения которых имеют синусоидальный характер. Именно такие системы чаще всего называют вентильными двигателями - ВД.

Рисунок 3. Линейные ЭДС бесконтактного двигателя постоянного тока

БЕСКОНТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

По принципу действия БДПТ представляет собой обращенную машину постоянного тока с магнитоэлектрическим индуктором на роторе и обмоткой якоря на статоре, функции щеточно-коллекторного узла в которой выполняет полупроводниковый коммутатор, питающий обмотку якоря и переключающийся в функции положения ротора.
Наиболее часто используются БДПТ с трехфазной обмоткой на статоре. Статор трехфазного БДПТ идентичен статору асинхронного двигателя и его обмотка, как правило, соединена в звезду.

Момент БДПТ образуется вследствие реакции двух магнитных потоков - статора и ротора. Магнитный поток статора всегда стремится так развернуть ротор с постоянными магнитами, чтобы поток последнего совпал с ним по направлению. Так же действует магнитное поле Земли на стрелку компаса. При этом с помощью датчика положения ротора электрический угол между двумя потоками в БДПТ всегда сохраняется в диапазоне 90±30^O, что соответствует максимальному вращающему моменту.

Для питания обмотки якоря БДПТ принципиально может применяться любой управляемый полупроводниковый преобразователь, реализующий жесткий алгоритм 120-градусной коммутации токов или напряжений трехфазной нагрузки. Механические и электромеханические (скоростные) характеристики БДПТ полностью аналогичны характеристикам классической машины постоянного тока с независимым или магнитоэлектрическим возбуждением.
Поэтому и системы автоматического управления скоростью БДПТ обычно строятся по классическому принципу подчиненного регулирования координат электропривода постоянного тока с контурами тока якоря и частоты вращения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Вентильный электропривод на базе СДПМ является универсальным средством электромеханического преобразования энергии и автоматизации технологических процессов. Принципы построения силовой части ВЭП уже устоялись и остаются неизменными в течение нескольких последних десятилетий, что не исключает их развитие в части улучшения электромагнитной совместимости электроприводов с питающей сетью.
Главным направлением совершенствования ВЭП в ближайшей перспективе будет разработка и оптимизация адаптивных "бездатчиковых" алгоритмов управления, ориентированных на микропроцессорную реализацию и обеспечивающих диапазоны регулирования с постоянством момента 1:150…200.