Електропривод з вентильними індукторними двигунами

Перехід від нерегульованого електроприводу до регульованого – головна тенденція розвитку багатьох сучасних технологій, пов'язаних з електромеханічним перетворенням енергії. Разом з традиційним шляхом використання частотно – регульованого асинхронного електроприводу, в світовій практиці останніми роками намітився і інтенсивно реалізується альтернативний шлях – застосування різних типів приводу з вентильними двигунами, зокрема, принципово нового вентильно-індукторного регульованого електроприводу (SRD – Switched Reluctance Drive ).

Вентильно-індукторний привід, одна з можливих схем якого показана на рис.6.41,а складається із спеціальної чотирьохфазної електричної машини, електронного комутатора на силових транзисторних модулях і блоку микроконтроллерного управління.

У індукторної машини (ВІМ) магнітна індукція в кожній точці робочого зазору змінюється тільки по величині, а її напрям залишається постійним. Звідси витікає, що індукція в зазорі індукторних машин має пульсуючий характер і містить змінну (робочу) і постійну (неробочу) складові. Зміна в часі магнітного потоку, зчепленого з обмоткою якоря, досягається за рахунок періодичної зміни магнітного опору на шляху робочого потоку при обертанні зубчатого ротора. Оскільки число зубців на роторі можна зробити великим, ВІМ характеризується підвищеними частотами струму (f 400.30000 Гц).

рис.6.41 Вентильно-індукторний привід

Статор і ротор електричної машини виконані шихтованными

явнополюсными, причому число полюсів статора і ротора неоднаково: 6/4, 8/6 і так далі На статорі розташовані зосереджені обмотки (котушки), сполучені через електронний комутатор з джерелом живлення постійного струму (випрямляч, акумулятор).

Принцип дії приводу заснований на магнітному тяжінні найближчого полюса ротора до активізованого індуктора – полюса статора з котушкою (рис.6.41,б). Так, перемикання струму з котушки А статора, до якої притягав полюс  ротора, на котушку В статора (за годинниковою стрілкою) приведе до повороту ротора, такому, що до полюса В притягнеться найближчий полюс  ротора (проти годинникової стрілки). Повторення вказаних перемикань, що диктується датчиками фактичного положення ротора, приведе до безперервного обертання з необхідною частотою.

До переваг ВІМ відносять:

• висока технологічність і за рахунок цього низька трудомісткість виробництва двигуна (проста конфігурація магнітної системи, відсутність колектора, білячої клітки, постійних магнітів, машинне намотування котушок);

• економія активних матеріалів до 30%, використання лише недефіцитних і недорогих матеріалів (не використовуються дорогі рідкоземельні магніти);

• низька собівартість машини – в 1,7 – 2 рази нижче за собівартість найдешевшого асинхронного короткозамкнутого двигуна (по оцінках західних фахівців);

• спрощена і надійніша в порівнянні з перетворювачем частоти для асинхронного електроприводу схема і конструкція силового комутатора за рахунок однополярной комутації;

• широкі функціональні можливості – робота в зоні низьких (десятки – сотні об/мин) або високих (десятки тисяч об/мин) частот обертання з широким діапазоном регулювання і великими моментами в зоні низьких частот;

• високі енергетичні показники, не поступливі найближчим аналогам;

• висока надійність приводу в цілому;

• екологічна чистота виробництва (відсутня шкідлива для навколишнього середовища операція просочення статора в цілому, просочуються лише котушки) і утилізації (легко розділяються залізо і мідь, відсутні шкідливі в переробці рідкоземельні магніти).