Executive gelijkstroommotoren en tachogeneratoren

DC uitvoerende motoren

Gelijkstroomactuatoren zijn machines met een laag vermogen die worden gebruikt in automatisering en telemechanica, in automatische besturings-, regel- en controlesystemen van geautomatiseerde installaties, waar ze het elektrische signaal van een meetapparaat - een stuurspanning - omzetten in een hoekbeweging van een as om de van besturings-, regel- of besturingsapparatuur... In gevallen waarin het ingangssignaal onvoldoende is om de aandrijfmotor aan te drijven, wordt een magnetische of halfgeleidervermogensversterker gebruikt.

Aandrijfmotoren werken meestal met frequente starts, stops en omkeringen. Ze hebben een aanzienlijk startkoppel en snelheid. In de meeste gevallen zijn de afhankelijkheid van het ankerkoppel en de snelheid van de stuurspanning bijna lineair.

Afhankelijk van het voedingssysteem van de elektrische circuits wordt onderscheid gemaakt tussen ankergestuurde en poolgestuurde aandrijfmotoren.Bij ankerbesturing is de stuurwikkeling de ankerwikkeling in verband waarmee de stuurspanning wordt geleverd aan de klemmen, en de constante excitatiestroom levert een onafhankelijke bron van elektrische energie met constante spanning. In het geval van poolbesturing dient de stuurspoel als de excitatiespoel van de primaire pool en wordt de stuurspanning geleverd aan de klemmen, en blijft de door een onafhankelijke gelijkspanningsbron ingestelde ankerklemspanning ongewijzigd.

Ankerbesturing wordt meestal gebruikt. Omkering van de polariteit van de stuurspanning zorgt ervoor dat het anker in de tegenovergestelde richting draait.

Executive DC-motoren worden vervaardigd met vermogens van een fractie van een watt tot 600 W van normale en speciale ontwerpen.

Motoren met een normaal ontwerp zijn vergelijkbaar met gelijkstroommachines voor algemeen gebruik, maar verschillen daarvan doordat het frame met de hoofdpolen, net als het anker, is samengesteld uit dunne platen elektrisch staal die van elkaar zijn geïsoleerd, wat de eigenschappen van deze machines verbetert in voorbijgaande omstandigheden. Bovendien zijn er geen extra polen in deze machines, omdat de ankerreactie klein is en de schakelprocessen volledig bevredigend zijn. Omdat de ankersnelheid laag is, is er geen ventilator op de as van dergelijke motoren.

Motoren met een speciaal ontwerp omvatten magneto-elektrische machines met excitatie van het magnetische hoofdveld met behulp van permanente magneten, evenals machines met lage traagheid die verschillen in het ontwerp van het anker.Tot die laatste behoren: motoren met een hol niet-magnetisch anker - een holle dunwandige kunststof cilinder met een geperste spoel van koperdraad met een inwendig vast ferromagnetisch magnetisch circuit gemonteerd op een lagerschild, en minder duurzame motoren met een schijfanker - een dunne niet-magnetische schijf gemaakt van keramiek, textoliet, glas en soms aluminium met een bedrukte spoel, een set koperfoliedraden, radiaal aan beide zijden van de schijf geplaatst, waarop zilver-grafietborstels glijden. worden gekenmerkt door een laag traagheidsmoment van het anker, wat zorgt voor een hoge snelheid van de uitvoerende motor.

De massa van gelijkstroom uitvoerende motoren is 2 - 4 keer kleiner dan de massa van asynchrone uitvoerende motoren met hetzelfde nominale vermogen, en hun efficiëntie bij nominaal vermogen 5 ... 10 W is ongeveer 0,3 en bereikt een waarde van 0,65 en een beetje hoger voor motoren met een nominaal vermogen van 200 — 300 W.

DC tachogeneratoren

DC-tachogeneratoren zijn machines met een laag vermogen die zijn ontworpen om een ​​mechanische waarde om te zetten in een elektrisch signaal - een uitgangsspanning. Ze worden met name gebruikt voor het regelen en meten van de snelheid van de aandrijfas waarop de as van de tachogenerator is aangesloten, waarvan de ankerklemmen zijn aangesloten op het meetapparaat. Bovendien worden tachogeneratoren gebruikt in elektromechanische computerapparatuur om rekenkundige bewerkingen uit te voeren, evenals in apparaten voor automatische verwerking van gegenereerde versnellings- en dempingssignalen.

Tachogeneratoren zijn magneto-elektrisch met excitatie van het magnetische hoofdveld door middel van permanente magneten en elektrodynamisch met elektromagnetische excitatie door het magnetische veld. excitatiespoel gevoed door een onafhankelijke gelijkspanningsbron.

De uitgangsspanning van de tachogenerator in rust varieert lineair met de snelheid van het anker, en onder belasting is deze lineariteit enigszins verstoord, en hoe meer, hoe minder weerstand het meetapparaat dat op de ankerklemmen is aangesloten. Desalniettemin is er voor elke tachogenerator een relatief klein bereik van gemeten snelheden waarbinnen, gegeven een voldoende grote weerstand van het meetapparaat en constante condities van het excitatiecircuit, de uitgangskarakteristiek als praktisch lineair kan worden beschouwd.

Schema van opname van een gelijkstroom tachogenerator van onafhankelijke excitatie

Een belangrijk nadeel van DC-tachogeneratoren is de fluctuatie van de uitgangsspanning als gevolg van een kleine periodieke verandering in de magnetische flux als gevolg van de ongelijke luchtspleet en de ongelijke geleidbaarheid van het anker in verschillende radiale richtingen, inclusief die veroorzaakt door de tandstructuur van zijn magnetisch circuit, evenals door de trillingen van de borstels, ruwheid en ellipticiteit van de collector en schakelprocessen - grotendeels geëlimineerd in een tachogenerator met holle armatuur, die op dezelfde manier is ontworpen als een gelijkstroommotor met lage inertie met een vergelijkbaar anker.

De onnauwkeurigheid van de installatie van de borstels op de geometrische neutraliteit van de collector van de toerenteller leidt tot asymmetrie van de uitgangsspanning, d.w.z.om twee verschillende spanningen te genereren in de ankerwikkeling in tegengestelde richtingen van zijn rotatie met dezelfde snelheid. Met de juiste plaatsing van de borstels ligt de spanningsasymmetrie in het bereik van 0,3 tot 1% van de nominale spanning van de tachogenerator.