17. Двигатели с гладким якорем
У таких двигателей на якоре отсутствуют зубцы и пазы (рис. 33). Проводники 1 обмотки укладывают на гладкую предварительно изолированную цилиндрическую поверхность сердечника 3 якоря. После этого на обмотку сверху накладывают бандаж 2 из стеклоленты и пропитывают ее в эпоксидных компаундах. В результате этого обмотка надежно закрепляется на якоре и приобретает монолитную конструкцию.
Машины постоянного тока с гладким якорем в некоторых случаях имеют определенные преимущества по сравнению с машинами с зубчатым якорем. Эти машины могут иметь меньший момент инерции, за счет чего повышается их быстродействие. Снижение момента инерции происходит из-за уменьшения объема якоря вследствие возможности повышения индукции в воздушном зазоре В, что невозможно в машинах с зубчатым якорем, в которых увеличение индукции ограничивается насыщением зубцов.
Рис. 33. Поперечный разрез двигателя с гладким якорем
Двигатели с гладким якорем применяют также в тех случаях, когда ожидаются тяжелые условия коммутации (например, в качестве тяговых двигателей). Улучшение коммутации в таких машинах происходит вследствие того, что у них из-за отсутствия стальных зубцов реактивная ЭДС коммутируемых секций будет в 2—4 раза меньше, чем в машинах с зубчатым якорем.
В двигателях с гладким якорем по пути магнитного потока из полюса 4 в якорь появляется большой немагнитный промежуток, размер которого равен сумме радиального размера обмотки якоря и воздушного зазора между якорем и статором. Этот немагнитный промежуток в несколько раз превышает воздушный зазор в машинах с зубчатым якорем. Наличие такого немагнитного промежутка в двигателях с гладким якорем имеет свои положительные и отрицательные стороны. Положительное проявление сказывается в уменьшении влияния поперечной реакции якоря на магнитное поле машины. В результате этого уменьшается размагничивающее действие реакции якоря, благодаря чему 'повышается перегрузочная способность машины. Отрицательной стороной является значительное (в 1,5—3 раза) увеличение размеров обмотки возбуждения, так как для проведения магнитного потока через больший немагнитный промежуток требуется увеличение ее МДС, что приводит к возрастанию потерь в пей. Кроме того, у этих двигателей возрастают добавочные потери от вихревых токов в обмотке якоря. Возрастание этих потерь происходит вследствие того, что проводники, лежащие на поверхности якоря, будут вращаться в сильном магнитном поле полюсов. В машинах с зубчатым якорем поле в пазу, где лежат проводники обмотки, мало и поэтому добавочные потери невелики. Наряду с этим у двигателей с гладким якорем полностью исчезают магнитные потери в зубцах якоря. При рациональном проектировании таких машин полные потери и КПД их могут иметь примерно такие же значения, как и у машины с зубчатым якорем.
Заключение
Развитие науки и техники, научно-технические исследования предполагают развитие и совершенствование методов проектирования и расчета существующих, а также разработку новых специальных электромеханических преобразователей. Поэтому соотношения и методы, приведенные в данном пособии, не являются неизменными и установившимися.
Методическое пособие охватывает часть курса специальных электромеханических преобразователей и предназначено для изучения основ теории, конструкции, принципа действия, принципиальных схем и основных характеристик специальных машин постоянного тока, проведения практических занятий по дисциплине. Кроме того, данное методическое пособие может быть использовано для самостоятельной работы студентов дневной и заочной форм обучения.