2tom193

5. MASZYNY ELEKTRYCZNE 388

Komutator elektroniczny powinien przełączać cewki uzwojenia twornika w taki sposób, aby pomiędzy wirującą osią pola magneśnicy i osią pola stojana (twornika) kąt przesunięcia przestrzennego pozostawał stały i wynosił n/2. Podobnie jest w maszynie z komutatorem mechanicznym, co odpowiada maksymalnej wartości momentu elektromagnetycznego. Przy dużej liczbie cewek uzwojenia (w klasycznych silnikach prądu stałego większych mocy) i dużej liczbie działek komutatora jest to łatwe. Przy małej liczbie cewek (np. trzech lub czterech) można mówić co najwyżej o tym, że pola twornika i magneśnicy są średnio przesunięte względem siebie o it/2 — stąd pulsacjc momentu.

Do łączników tranzystorowych musi więc być dostarczana informacja o położeniu magneśnicy. Wykrywacz położenia wirnika składa się z impulsatora (w mikrosilnikach jest to najczęściej, np. nieco dłuższy w stosunku do stojana, magnes wirnika) i rozmieszczonych na stojanie czujników. Może on być rozwiązany w oparciu o fotoelementy, kontaktrony. czujniki pojemnościowe, indukcyjne, transformatorowe, a w mikrosilnikach najczęściej przez czujniki Halla, tzw. hallotrony. Informacja o położeniu wirnika zostaje przekazana do układu sterowania powodując zmianę stanu (wysterowanie lub zablokowanie) odpowiednich łączników uzwojenia twornika. Wywołuje to zmianę kierunku prądów w poszczególnych cewkach uzwojenia tak, aby średni kąt przesunięcia osi pól stojana i wirnika wynosił n/2. W [5.20] opisano szczegółowo rozwiązania komutatorów elektronicznych oraz podano zależność charakterystyk eksploatacyjnych, wykorzystania materiałów, liczby czujników położenia i tranzystorów mocy w zależności od rodzaju połączeń uzwojeń stojana.

W tablicy 5.76 podano podstawowe dane niektórych mikrosilników komutatorowych prądu stałego produkcji polskiej.

Tablica 5.76. Podstawowe dane techniczne mikrosilników komutatorowych prądu stałego produkcji polskiej

Typ		PRMO-5	PRMO-15A	PRMO-07P	PBM-40	SM-1.2A
O £ O .5 5 c a> Q	napięcie, V	12	14-42	3-127,5	12	6
	prąd. A	1	0,8	0,2+0,3	0.32	0.45
	moment, N • m	110 ^2	2,55-10 ^2	0,3-10"^2	110 ^2	0,14- tO^-2
	prędkość obrotowa, obr/min	5000	1600 + 7300	3500	2800	7800
	moc, W	5	15	U	3	1.2
Dane mechaniczne	średnica, mm	32	32	32	40	27
	długość, mm	64	96	66	57	58
	masa, g	220	320	165	220	70
Producent		Silma	Silma	Silma	Mikroma	Mikroma
Rodzaj silnika		klasyczny, trójżłobkowy magnes ferrytowy	klasyczny trójżłobkowy magnes ferrytowy	klasyczny, zintegrowany z prądnicą synchronicz.	wirnik kubkowy komutatorowy magnes wewn. z Alnico	klasyczny z magnesem ferrytowym

S.6.2.4. Silniki indukcyjne jednofazowe

Są to silniki klatkowe zasilane napięciem jednofazowym. Warunkiem koniecznym powstania momentu obrotowego jest wytworzenie w nich pola magnetycznego warujące^-go. Dlatego każdy silnik indukcyjny jednofazowy ma przynajmniej dwa pasma uzwojenia

_m0 główne i pasmo pomocnicze) przesunięte względem siebie w przestrzeni. Konieczne do powstania pola wirującego przesunięcie fazowe (czasowe) prądów przy zasilaniu ■ [lnofazowym uzyskuje się w ten sposób, żc obwód pasma pomocniczego wykonuje się

0    impedancji innej i najczęściej o innym charakterze niż pasma głównego. Teoretycznie można to osiągnąć przez sztuczne zwiększenie R. L lub C obwodu uzwojenia pomocniczego. W praktyce stosuje się prawic wyłącznie zwiększenie rezystancji lub włączenie kondensatora. Pasmo pomocnicze może być włączone tylko na czas rozruchu silnika

1    wówczas nosi nazwę pasma rozruchowego.

W zależności od charakteru impedancji obwodu pasma pomocniczego i czasu jego pracy rozróżnia się następujące rodzaje silników indukcyjnych jednofazowych:

__z" uzwojeniem rozruchowym rezystancyjnym;

__z kondensatorem rozruchowym;

—    z kondensatorem pracy (z uzwojeniem pomocniczym kondensatorowym);

_z kondensatorem o dwóch pojemnościach (silnik z kondensatorem pracy, w którym na

czas rozruchu jest włączona dodatkowa pojemność);

—    z uzwojeniem pomocniczym zwartym.

Silniki z uzwojeniem rozruchowym

Podstawową odmianę silników jednofazowych klatkowych, obok silników' z uzwojeniem pomocniczym zwartym, stanowią silniki z uzwojeniem rozruchowym zarówno rezystancyjnym,jak i kondensatorowym. Ich uzwojenia stojanów o osiach magnetycznych przesuniętych w' przestrzeni o jt/2 są rozłożone w żłobkach stojana, przy czym najczęściej uzwojenie pasma głównego zajmuje 2/3 liczby żłobków, a pasma rozruchowego pozostałą ich część. Często żłobki uzwojenia rozruchowego są mniejsze (mają mniejszą wysokość) niż żłobki uzwojenia głównego. Przy stosowaniu uzwojeń sinusoidalnych występuje dalsze zróżnicowanie wymiarów żłobków.

Przesunięcie fazowe prądów w paśmie głównym i rozruchowym w silnikach z uzwojeniem rozruchowym rezystancyjnym wynosi ji/6-mi/5 (co znacznie odbiega od ji/2 — pole kołowe). Nie można bowiem uzwojenia pasma głównego wykonać jako bczrezystancyj-nego. podobnie jak nic można pasma rozruchowego wykonać jako bezreaktaneyjnego. Dopiero zastosowanie kondensatora rozruchowego pozwala uzyskać pożądane przesunięcie fazowe prądów. Pojemność kondensatora jest tak dobierana, aby przy rozruchu wystąpiło pole kołowe, czyli aby przesunięcie fazowe prądów wynosiło n/2.

Względy natury techniczno-ekonomicznej i dążenie do uzyskania przesunięcia fazowego prądów możliwie bliskiego n/2 powodują, że uzwojenia rozruchowe są nawijane cieńszym przewodem niż. uzwojenie główne. Z uwagi na krótki czas (najwyżej 2-^3 s) pracy tego uzwojenia, gęstości prądu mogą osiągać 50-^60 A/mm². Czasami stosuje się także bifilarne nawinięcie części uzwojenia rozruchowego. W ten sposób zwiększa się dodatkowe rezystancję uzwojenia nie powodując przyrostu reaktancji indukcyjnej. Do odłączania uzwojeń rozruchowych po wprowadzeniu silnika w ruch (następuje to na ogół jeszcze zanim silnik osiągnie prędkość krytyczną — wykorzystanie energii kinetycznej do Przejścia na stabilną część charakterystyki mechanicznej) są stosowane rozłączniki. Są to bądź rozłączniki odśrodkowe osadzone na w'alc wirnika, bądź też rozłączniki elektromagnetyczne sterowane prądem uzwojenia głównego, który zmniejsza się wraz ze zwiększaniem się prędkości kątowej wirnika.

Na rysunku 5.123 pokazano schematy połączeń, wykresy wskazowe prądów i napięć °raz charakterystyki mechaniczne odpowiednio silnika z uzwojeniem rozruchowym rezystancyjnym i silnika z kondensatorem rozruchowym. Wartość momentu rozruchowego zależy od iloczynu prądów obu pasm uzwojenia i wartości sinusa kąta p między Prądami. W silnikach z uzwojeniem rozruchowym rezystancyjnym krotność począt-