22. Дпт классифицируют по виду магнитной системы статора:

• с постоянными магнитами;

• с электромагнитами:

  • с независимым включением обмоток (независимое возбуждение);

  • с последовательным включением обмоток (последовательное возбуждение);

  • с параллельным включением обмоток (параллельное возбуждение);

  • со смешанным включением обмоток (смешанное возбуждение):

    • с преобладанием последовательной обмотки;

    • с преобладанием параллельной обмотки;

Вид подключения обмоток статора существенно влияет на тяговые и электрические характеристики электродвигателя.

Рис. 5-4. Конструкция магнитных систем двигателей с постоян­ными магнитами: а — радиальные магниты; б — скобообразные магниты; в — кольцевой магнит; г ■— внутренний цилиндриче­ский магнит; д — плоские магниты с полюсными наконечни­ками

В двигателях с постоянными магнитами магнитные системы от­личаются большим разнообразием; оно связано с тем, что постоян­ным магнитам, не имеющим обмоток, легче придавать различную форму, чем электромагнитам. Магнитная система с радиальными магнитами) наиболее

Ее главный недостаток — слабая НС магнита и не­используемое пространство между полюсами. Магнитная система со скобообразными магнитами (рис. 5-4, б) обеспечивает значи­тельно большую НС и лучшее заполнение пространства между якорем и корпусом; ее недостаток — трудность в создании нужного направления магнитного поля при намагничивании магнитов. Кольцевой магнит (рис. 5-4, в) имеет наиболее простую конструк­цию и широко применяется в двигателях малой мощности; вследст­вие значительного поля полюсов и реакции якоря в коммутацион­ной зоне коммутация в двигателях этого типа сильно затруднена.

Магнитная система с внутренним магнитом применяется в дви­гателях с полым якорем, который выполнен в виде тонкостенного стакана и вращается между неподвижным ярмом и внутренним маг­нитом (рис. 5-4, г). В качестве материалов для постоянных магни­тов применяются магнитно-твердые сплавы с широкой петлей ги­стерезиса.

В остальном конструкция двигателей с постоянными магнитами принципиально не отличается от конструкции двигателей с элек­тромагнитным возбуждением. Рядом зарубежных фирм налажен серийный выпуск двигателей постоянного тока с дисковым печатным якорем.

Двигатели этого типа имеют хорошие энергетические показа­тели и отличные условия коммутации. Роль коллектора в машине выполняют-лобовые соединения обмоток. Печатная обмотка часто выполняется штамповкой из листовой меди (рис. 5-5)

23. Энергосбережение в электроприводах

Если предположить, что прежняя рабочая точка соответствовала максимальному к.п.д. электродвигателя, то в новой рабочей точке к.п.д. электродвигателя уменьшится. Кроме того, обороты электродвигателя также уменьшаться, что отразится на производительности рабочей машины и энергоемкости продукта.

На основании изложенного следует целесообразность регулирования частоты вращения и момента электродвигателя.

К сожалению, подавляющее большинство асинхронных электродвигателей не имеет устройств регулирования частоты вращения. Отсутствие устройств регулирования находится в противоречии с изменяемой нагрузкой. Устранение этого противоречия позволит уменьшить затраты энергии на электропривод не менее чем на 25%.

При переключении обмотки на другое число пар полюсов при сохранении мощности на валу двигателя изменяется момент.

Таким образом, при ступенчатом изменении момента сопротивления можно путем изменения числа пар полюсов соответствующим образом изменять механическую характеристику электродвигателя, сохраняя максимальный к.п.д. Такое регулирование типично для вентиляторов производственных помещений при сезонном регулировании подачи вентилятора.

Регулирование путем изменения числа пар полюсов имеет массу недостатков

Регулирование путем изменения частоты напряжения сети позволяет получить плавное регулирование механической характеристики. Для изменения частоты обычно применяют широтно-импульсные модуляторы (ШИМ-устройства). ШИМ-модулирование позволяет изменять частоту питающего напряжения, и тем самым изменять обороты ротора.

Кроме изменения частоты регулировать момент асинхронного электродвигателя можно изменением напряжения. Эта возможность обусловлена зависимостью момента электродвигателя от квадрата приложенного напряжения. На рисунке 5 показаны механические характеристики электродвигателя при номинальном и пониженном напряжении.

Недостатками такого способа регулирования является возможность "опрокидывания" элекропривода.

Кроме регулирования механических характеристик электропривода повышению эффективности использования электроэнергии способствует повышение коэффициента мощности асинхронного электродвигателя. Повышение cosφ достигается так же, как и в электрических сетях, включением компенсирующих емкостей. Достоинства и недостатки при этом аналогичны достоинствам и недостаткам для электрических сетей, но регулирование емкости и мощности здесь обеспечиваются с меньшими трудностями. Кроме того, отключенные конденсаторы могут разряжаться на статорную обмотку электродвигателя