600007 г. Владимир, ул. 16 лет Октября, д. 68А, литер "Ф", этаж 2, помещение 12
+7 (4922) 53-10-31
info@skb-proton.ru

Часто задаваемые вопросы: Что такое сервомоторы для блинов и как они работают?

Преобразователи частоты

Традиционные щеточные двигатели постоянного тока имеют цилиндрическую форму и имеют статор с постоянными магнитами, окружающими якорь, изготовленный из обмоток. Цилиндрические двигатели имеют радиальный воздушный зазор и магнитный поток, при этом ток проходит в осевом направлении по длине двигателя. Специальная разновидность двигателя постоянного тока, известная как двигатель с печатным якорем или двигатель-блин, использует принцип плоской конструкции с осевым воздушным зазором и магнитным потоком, при этом ток проходит радиально от центра двигателя к его периферии и обратно. Их дизайн и конструкция дают блинным двигателям значительные преимущества в производительности и надежности по сравнению с обычными щеточными двигателями постоянного тока и делают их пригодными для применения в сервоприводах высокого класса.

Обмотки якоря блинного двигателя напечатаны на диске (отсюда и термин “печатный якорь”). Диск обычно изготавливается из немагнитного изолирующего материала, такого как стекловолокно, с медными проводниками. Диск якоря (ротор) расположен между двумя тонкими дисками статора, содержащими постоянные магниты. Магниты расположены с чередующимися северным и южным полюсами таким образом, что магнитные поля между соседними парами противостоят друг другу.

Такая конструкция приводит к образованию осевого воздушного зазора с магнитным потоком, который также проходит в осевом направлении по длине двигателя. Таким образом, ток проходит радиально, от центра двигателя к внешним краям, и крутящий момент создается вокруг оси двигателя в соответствии с принципом силы Лоренца.

Когда проводник с током (якорь) помещается в магнитное поле, перпендикулярное току, на проводнике создается сила. Направление силы перпендикулярно как магнитному полю, так и току. Эта сила, известная как Сила Лоренца, создает крутящий момент, который заставляет двигатель вращаться в соответствии с правилом правой руки (или, что более уместно для электродвигателей, правило левой руки). Потому что их действие основано на силе Лоренца, а не на Закон Фарадеякак и в случае с обычными двигателями, блинные двигатели иногда называют двигателями силы Лоренца.

В дополнение к осевой конструкции, блинные двигатели обладают двумя другими уникальными особенностями: сердечником без железа и отсутствием коллектора. Эти принципы конструкции дают блинным двигателям ряд преимуществ в производительности по сравнению с обычными цилиндрическими двигателями. Во-первых, поскольку якорь не содержит железа, отсутствует эффект заедания, который традиционно вызывается тем, что магниты в статоре пытаются выровняться с железом в роторе. Заедание делает практически невозможным плавное движение обычных двигателей, а блинные двигатели — единственный тип двигателей, в котором нет заедания или пульсаций крутящего момента.

Кроме того, отсутствие утюга означает минимальную индуктивность и отсутствие накопленной энергии, которая рассеивается во время коммутации, поэтому на щетках не образуется дуга. Износ щеток является существенным недостатком традиционных щеточных двигателей, но при отсутствии образования дуги износ щеток значительно снижается, а срок службы щеток в блинных двигателях увеличивается.

Низкая индуктивность блинных конструкций также означает, что они имеют низкие электрические постоянные времени, что позволяет очень быстро подавать ток в якорь для практически мгновенного создания крутящего момента. Пиковая выработка крутящего момента также выше в блинных двигателях из-за отсутствия в них железа. В обычных двигателях с железным сердечником магнитное поле якоря может размагничивать постоянные магниты, поэтому пиковый ток (и, следовательно, пиковый крутящий момент) ограничен всего в 2-3 раза большей номинальной мощностью. Блинные двигатели без железа в якоре и с осевым магнитным полем могут выдерживать пиковый ток, в 10 раз превышающий номинальный постоянный, что обеспечивает более высокий пиковый крутящий момент.

Вторая уникальная особенность двигателей pancake заключается в том, что в дополнение к медным проводникам на якоре также нанесен коммутатор. Такая конструкция позволяет щеткам проходить непосредственно по поверхности арматуры. Отсутствие отдельного коллекторного кольца в сочетании с плоской общей конструкцией делают блинные двигатели очень компактными, особенно по сравнению с обычными цилиндрическими двигателями. Их тонкая конструкция наряду с низкой инерцией (из-за отсутствия железа) позволяет двигателям pancake достигать чрезвычайно быстрого ускорения и замедления.

Блинные двигатели изначально были разработаны для привода колпачков на ленточных машинах, где требовался очень компактный отпечаток ноги, а также возможность быстрого запуска и остановки.Их применение расширилось, но блинные двигатели по-прежнему используются в основном в приложениях, требующих тонкого профиля, плавного движения без пульсаций крутящего момента, чрезвычайно быстрого ускорения и замедления или высокого пикового крутящего момента.

Изображение объекта предоставлено: Printed Motor Works