2tom204

5. MASZYNY ELEKTRYCZNE 410

z cyfrowymi układami sterowania, miernikami cyfrowymi, mikroprocesorami itp. Układy formujące działają dopiero od pewnego progu napięcia i w związku z tym w pobliżu zera prędkości wystąpi strefa nicczułości.

5.6.3.4. Silniki wykonawcze

Są to przetworniki elektromechaniczne przekształcające sygnał elektryczny (napięcie lub fazę napięcia) w przemieszczenie mechaniczne (prędkość obrotową, położenie kątowe) w sposób jednoznaczny — najlepiej proporcjonalny.

Główne wymagania stawiane silnikom wykonawczym są następujące:

—    brak „samobiegu” przy braku sygnału sterującego (pożądana samohamowność);

—    liniowy przebieg charakterystyk mechanicznych i regulacyjnych;

—    duża szybkość działania (mała elektromechaniczna stała czasowa), tzn. także duże początkowe przyspieszenie przy rozruchu;

—    stabilność pracy w całym zakresie sterowania prędkości;

—    niskie napięcie startu;

—    duża trwałość;

—    możliwie mała moc sterowania.

Współczesne konstrukcje silników wykonawczych są często bliskie takiemu ideałowi. Podstawowymi rodzajami silników wykonawczych są:

—    silniki wykonawcze prądu stałego (SWPS);

—    silniki wykonawcze prądu przemiennego (SWPP) — najczęściej dwufazowe indukcyjne.

Silniki wykonawcze prądu stałego

Charakteryzują się one następującymi cechami:

—    nie mają zwykle biegunów komutacyjnych i uzwojeń kompensacyjnych;

—    ich obwody magnetyczne są najczęściej nienasycone;

—    bywają zaopatrzone w stabilizatory prędkości obrotowej i w luzowniki, bądź w tłumiki elektromagnetyczne, a w wykonaniu bezzestykowym w przetworniki położenia wału i komutatory elektroniczne;

—    są często przystosowane do wbudowania;

—    ich stałe czasowe są znacznie mniejsze od stałych czasowych silników prądu stałego ogólnego zastosowania;

—    mogą mieć wzbudzenie elektromagnetyczne lub magnetoelektryczne (to ostatnie znacznie częściej).

Na rysunku 5.141 przedstawiono przykłady rozwiązań konstrukcyjnych podstawowych odmian SWPS. Silniki o wzbudzeniu elektromagnetycznym mają na ogół budowę klasyczną; są tylko zwykle nieco większe gabarytowo od silników ogólnego zastosowania (obwody magnetyczne nienasycone).

Spośród wielkiej liczby odmian silników wykonawczych prądu stałego o magnesach trwałych można wyodrębnić cztery podstawowe grupy:

—    silniki z ferromagnetycznym wirnikiem bezżlobkowym (rys. 5.142a) i uzwojeniem twornika ułożonym na jego powierzchni, przyklejonym lub przymocowanym włóknem szklanym i zalanym żywicą chemoutwardzalną. Charakteryzują się znacznie większą od wirników konwencjonalnych smukłością l/D i wobec braku zębów — indukcją w szczelinie w SW szybkodziałających nawet ok 0,8 -=-1,2 T. Ich elektromechaniczna stała czasowa jest często o rząd wielkości mniejsza. Znikomo mała jest także, wobec wyniesienia uzwojenia twornika do szczeliny, elektromagnetyczna stała czasowa uzwojenia;

—    silniki z wirnikiem tarczowym (rys. 5.142b) i uzwojeniem wykrawanym z blachy miedzianej, przy czym fragment tego uzwojenia stanowi jednocześnie komutator.

Rys. 5.141. Schemat budowy silnika wykonawczego prądu stałego: a) o wzbudzeniu elektromagnetycznym; b) z magnesami trwałymi: c) z tłumikiem; d) z luzownikiem i stabilizatorem prędkości obrotowej 1 — uzwojony wirnik z komutatorem, 2 — uzwojenie wzbudzenia. 3 stojan o biegunach wydatnych, 4 magnes trwały tarczowy magnesowany promieniowo. 5 nabiegunniki, 6 korpus silnika z tłumikiem, 7 wirnik kubkowy tłumika, 8 magnes trwały, 9 — zwora dła strumienia magnesu, 10 stabilizator prędkości, 11 luzownik elektromagnetyczny

jj 2]'

Rys. 5.142. Wirniki szybkorcagujących silników wykonawczych prądu stałego: a) zasada konstrukcji wirnika bczżłobkowego; b) widok wirnika bezżłobkowego i bezżelazowego tarczowego (w porównaniu z wirnikiem konwencjonalnym); c) wirnik kokonowy (kubkowy)

0    przewodach związanych lakierem termoutwardzalnym (system Dunkera)

1    — nieużłobkowany rdzeń wirnika, 2 — przewody, 3 — obręcze z włókna szklanego, 4 żywica chemoutwardzalna