7.6.1.3 Двигуни з коротко замкненим ротором
За конструктивним виконанням і властивостями асинхронні виконавчі двигуни з звичайним ротором, що має коротко замкнену обмотку, виконану у вигляді білячої клітини, можна розділити на дві групи:
двигуни звичайної конструкції, у яких механічна обробка всіх деталей проводиться до складання двигуна;
двигуни «наскрізний» конструкції, у яких посадочні місця під підшипники і внутрішня поверхня статора обробляються в наполовину складеному стані.
Двигуни першої групи мають звичайний для електричних мікромашин повітряний зазор 0,15 ... 0,25 мм; а двигуни другої групи - зменшений до 0,03 ... 0,07 мм.
Двигуни звичайної конструкції застосовуються найчастіше в звичайній промислової автоматики. Вони мають невисоку вартість.
Двигуни наскрізний конструкції застосовуються в особливо відповідальних схемах приладової автоматики. Вони мають кращі характеристики, але і більш високу вартість.
Двигуни з ротором звичайної конструкції найчастіше застосовуються в тих схемах автоматики, де швидкодія системи не відіграє суттєвої ролі. Тому у швидкодії (Т = 0,2 ... 1,5 с) ці двигуни значно поступаються двигунам з порожнистим немагнітним ротором. Проте за деякими властивостями вони вигідно відрізняються від останніх.
Двигун з обмоткою у вигляді білячої клітини на роторі може бути виконаний зі значно меншим, ніж у двигуна з порожнистим ротором, магнітним опором на шляху робочого потоку, що дозволяє знизити намагнічує струм, електричні втрати від нього в обмотці статора, а отже, підвищити cos φ і ККД.
У схемах промислової автоматики в даний час велике поширення отримав простий і дешевий асинхронний виконавчий двигун типу РДМ-09 з короткозамкненою виконаної у вигляді білячої клітини обмоткою на роторі. Статор цього двигуна, що набирається з листів електротехнічної сталі, має вісім зубців, на кожному з яких розташовується по одній котушці. Чотири котушки (через один) складають обмотку збудження, послідовно з якої включається конденсату
тор ємністю 1 мкФ, чотири інші котушки - обмотку управління. Обидві обмотки розраховані на напругу живлення 127 В і частоту живильної мережі 50 Гц. Номінальна частота обертання двигуна 1200 об / хв.
У
двигун РДМ-09 вбудований редуктор з
передаточним відношенням, що відповідає
одному з восьми можливих варіантів, що
дозволяє змінювати частоту обертання
на виході від 1,92 до 76,8 об / хв.
Рисунок 7.9 – Асинхронний виконавчий двигун
наскрізної конструкції
Двигуни наскрізний конструкції (рис. 7.9) з'явилися порівняно недавно, але вже отримали дуже широке поширення. Особливістю цих двигунів є те, що діаметр розточування під підшипники (в підшипникових щитах) у них дорівнює внутрішньому діаметру статора, що дозволяє виробляти остаточну обробку (шліфування) внутрішньої поверхні статора і отворів під підшипники після складання (установки підшипникових щитів) одночасно. Така конструкція двигуна дозволяє зменшити повітряний зазор між статором і ротором до 0,03 ... 0,05 мм, що сприяє зниженню струму намагнічування, втрат в обмотці статора, а отже, підвищує cosφ, ККД і коефіцієнт використання двигуна.
Ротор для зменшення моменту інерції звичайно виготовляється малого діаметру. Необхідна потужність забезпечується за рахунок збільшення його довжини. Зазвичай відношення довжини ротора до його діаметру складає 2 ... 3.
Збільшення (за рахунок зменшення повітряного зазору) обертаючого (крутного) моменту МК, що розвивається двигуном, і зменшення (за рахунок діаметра ротора) моменту інерції ротора JP дозволяють значно знизити електромеханічну постійну часу двигуна TM = JР / МK.
Перевага виконавчих двигунів наскрізний і звичайної конструкції типу білячої клітки ротора по відношенню до двигунів з порожнистим немагнітним ротором є особливо відчутною при дуже малих потужностях - від сотих часток вата до 3 ... 5 Вт і великих потужностях - понад 200 ... 300 Вт, коли в процентному відношенні втрати від струму намагнічування у двигунів з порожнистим ротором особливо великі.
До позитивних властивостей двигунів наскрізний конструкції слід віднести: більш високі cos φ і ККД; менші масу і габаритні розміри в певних діапазонах номінальних потужностей.
Недоліками двигунів з звичайним короткозамкненим ротором є:
порівняно великий момент інерції ротора, що веде до збільшення електромеханічної сталої часу;
порівняно великий сигнал зрушення, що обумовлено масою ротора, наявністю діючих на ротор радіальних сил одностороннього магнітного тяження до статора через феромагнітні властивості ротора;
наявність вищих зубцевих гармонік поля.