Електромеханічні мікродвигуни.

Із розвитком електротехніки постала потреба у спеціальних двигунах.

Електромеханічні перетворювачі енергії називають електричними машинами.Умовно машини потужністю менше 1000 Вт відносять до мікромашин. На відміну від машин загальнопромислового призначення мікромашини мають спеціальне призначення. Їх застосовують: в системах автоматичного управління об'єктом; як виконавчі мікродвигуни (керовані); в якості інформаційних микромашин, що дають інформацію про частоту обертання, прискорення і уповільненнях робочого органу; в гіроскопних системах для витримування заданого курсу руху транспортного засобу(корабля, літака, ракети); як електромашинні перетворювачі енергії і підсилювачі; в побутовій техніці.

Спеціальні машини мають ряд особливостей, що виділяють ці машини із загального ряду. Застосовуються при автоматизації електротехнічних установок, в системах автоматики, телемеханіки та обчислювальної техніки. У літературі такі машини називають мікромашин.

Мікромашини поділяють на п'ять груп:

1. Силові мікродвигуни, використовувані в системах автоматичного управління(Повертають заслінку на магістральному газопроводі).

2. Виконавчі (керовані) мікродвигуни (набір телефонного номера на

автоматичної телефонної станції за допомогою крокової двигуна, спостереження за ракетою).

3. Інформаційні електричні мікромашини (частота обертання ротора

перетвориться в вихідна напруга).

4. Мікромашини для гіроскопічних систем (витримування заданого курсу руху літаків, суден, ракет).

5. Електромашинні перетворювачі і підсилювачі.

Електричні мікромашини відрізняються від машин середньої та великої потужністю не тільки малими габаритними розмірами (6-8см) і потужністю. Для них характерні такі відмінні риси:

- Значно більша величина струму холостого ходу по відношенню до номінального (до 90%);

- Магнітопровід машини в робочих режимах виявляється малонасиченим або ненасиченим, що робиться для підвищення лінійності вихідних характеристик і зниження величини струму холостого ходу;

- Допускаються вищі щільності струму в провідниках обмоток, так як режими роботи микромашин зазвичай короткочасні, а тепловіддача з циліндричної поверхні зростає зі зменшенням діаметра циліндра;

- Збільшені втрати потужності в провідниках обмотки в зв'язку з ростом активного опору провідників;

- Низькі енергетичні показники машини;

- Широкий діапазон зміни частоти обертання ротора (від двох оборотів за добу в заводських електричних годинниках до сорока тисяч обертів на хвилину в шліфувальних інструментах і.т.д.);

Асинхронні мікромашини.

Асинхронні мікромашини застосовують в системах автоматичного управління об'єктами і в електропобутових приладах (холодильниках, пральних машинах, вентиляторах, насосах, кондиціонерах). Зазвичай, це об'єкти, які не потребують регулювання частоти обертання. Так як в побуті поширені однофазні мережі змінного струму, то і двигуни використовують однофазні. Однофазні асинхронні мікромашини застосовують як силові (двигуни), виконавчі (керовані двигуни), інформаційні (тахогенератори). Асинхронний двигун має одну робочу обмотку на статорі і одну короткозамкненим обмотку на роторі.

Рис.Поперечний розріз однофазного асинхронного двигуна

Асинхронний тахогенератор перетворює механічне переміщення (обертання з кутовий швидкістю або поворот на деякий кут ротора) в електричний сигнал (вихідна напруга).

Гіроскопічна система є основою навігаційних приладів в авіації, на флоті, ракетобудуванні. З її допомогою здійснюють стабілізацію становища різних пристроїв в техніці.

У цій системі використовують такі мікромашини:

- Гіродвигуни;

- Моментні двигуни;

- Датчики кутів;

- Датчики моментів;

Основний елемент гіроскопічною системи - гіроскоп. Ротор гіроскопа приводиться в обертання високошвидкісним трифазним двигуном. Цей двигун призначений для утримання осі гіроскопа в необхідної площині і в заданому напрямку простору (за курсом корабля або ракети) при впливі факторів, що збуджують(тертя об повітря або гелій обертових частин двигуна; тертя в підшипниках; обертання і тяжіння землі). Ці фактори відхиляють гіроскоп від заданого курсу. Для виключення відхилень на гіроскоп впливають за допомогою коригуючого моментного двигуна, що створює коригувальний момент, що забезпечує збереження курсу.

Гіродвигун працює без механічного навантаження на валу. Він має велику величину кінетичного моменту. Сталість кінетичного моменту визначає точність витримування заданого курсу переміщення керованого об'єкта, а також визначає точність роботи всієї гіроскопічною системи. При цьому важлива стабільність частоти обертання, для цього необхідно мати жорстку механічну характеристику. Вона забезпечується низьким опором обмотки ротора. Обмотка статора трифазна. Ротор виконують з короткозамкненою обмоткою типу білячої клітки, пази заливають алюмінієм під тиском. Коригувальний моментний двигун змінює курс руху об'єкта при його відхиленнях.

При коригуванні курсу ротор цього двигуна не обертається, а на валу повинен бути значний момент, що впливає на вісь підвіски гіроскопа. Гіроскоп підвішений на кількох осях в просторі, має три ступені свободи по осях Χ, Υ, Ζ. В Як такий двигуна найчастіше використовують трифазний асинхронний мікродвигун.