7.7.2 Крокові двигуни з активним ротором

Однопакетні крокові двигуни з активним ротором за своєю конструкцією (рис. 7.15) мало відрізняються від звичайних синхронних двигунів. Їх ротори частіше збуджуються постійними магнітами, рідше - обмоткою збудження постійного струму. Ротори мають явно виражені полюси. З метою зменшення кроку їх виготовляють багатополюсними у вигляді магнітів-зірочок. Малі діаметри не дозволяють значно збільшити

Рисунок 7.15 – Кроковий двигун типу ШД-2 з активним ротором у вигляді магніту-зірочки

число полюсів, що призводить до порівняно великого кроку таких двигунів, який зазвичай знаходиться в межах від 15 до 90°. Зменшення кроку у цих двигунів можливо лише за рахунок збільшення числа фаз статора і тактів комутації. Прагнення зменшити крок призводить до того, що обмотки статора зазвичай виконуються з мінімальним числом пазів, що припадають на полюс і фазу q = 1.

Двигуни, від яких не вимагається фіксації ротора в знеструмленому стані, зазвичай виготовляються зі скосом пазів статора. Останнє сприяє усуненню зубцевих гармонік у кривій моменту М = f ().

При необхідності фіксації ротора в знеструмленому стані статори виготовляються без скосу пазів. Для збільшення фіксуючого моменту пази статора зазвичай мають значні прорізи. Наявність такої внутрішньої фіксації ротора, що не вимагає ускладнень і додаткової потужності ззовні, є, безсумнівно, перевагою магнітоелектричних крокових двигунів. Для забезпечення мінімального зазору крокові двигуни часто мають наскрізну конструкцію. Випускається декілька серій крокових двигунів з активним роторо – ДШ-А, ШДА, ШДА-3, ДША та ін.

Крім однопакетних крокових двигунів з активним ротором на практиці можна зустріти двох-, трьох- і багатопакетні двигуни. У двохпакетного двигуна в одному корпусі є два абсолютно однакових пакета сталі ротора з однаковими обмотками. Пакети стали зміщені в просторі на половину зуб-цового поділу, що забезпечує відповідне зрушення обмоток в просторі і розширює можливості двигуна – веде до зменшення кроку без збільшення діаметру ротора і т.п. Обидва ротора-зірочки розташовуються на одному валу і не мають просторового зсуву, тобто їхні осі полюсів збігаються.

Іноді для індикаторних цілей (роботи практично без моменту опору) застосовуються гістерезисні крокові двигуни, у яких ротор не має явно виражених полюсів і збуджується полем статора. Крок таких двигунів визначається числом пазів статора.

7.7.3 Моментні двигуни

У моментних двигунах ротор, розвиваючи необхідний момент, повертається лише на дуже малі кути, що складають лише частку його обороту. Таким чином, двигун працює практично з нерухомим ротором або, як кажуть, в режимі короткого замикання.

Як моментні можуть бути використані двигуни різного типу як постійного, так і змінного струмів. Наприклад, у двигуна постійного струму незалежного збудження момент короткого замикання пропорційний прикладеній напрузі. У асинхронного двигуна (трифазного або двофазного)

Рисунок 7.16 – Схема моментного двигуна з двома обмотками (1, 2)

момент визначається квадратом напруги у ланцюзі статора, причому в двофазному двигуні досить регулювати струм в одній обмотці (обмотці управління) і змінювати момент за рахунок внесення асиметрії.

Найбільш раціональним є двофазний синхронний двигун зі збудженням від постійного магніту і живленням обмотки статора постійним струмом (рис. 7.16), в якому змінюючи співвідношення струмів від I₁ = max, І₂ = 0 до І₁ = 0, I₂ = max, можна забезпечити поворот ротора в межах 90°. При I₁ = max положення ротора буде збігатися з віссю обмотки 1, при I₂ = max - з віссю обмотки 2.

Системи з моментними двигунами відрізняються підвищеною швидкодією. Оскільки двигун не обертається, то його механічна інерція не впливає на динаміку системи, а перехідні процеси визначаються в основному електромагнітної інерцією обмоток. Так як електромагнітна постійна двигуна звичайно істотно менше електромеханічної, то перехідні процеси в них завершуються швидше, ніж при відпрацюванні переміщень.