2432358982

4. Silniki PM wolno-obrotowe

Zmniejszenie wymiarów podłużnych i poprzecznych maszyn z magnesami stałymi predysponuje je do zastosowań w układach o ograniczonej przestrzeni. Jednym z takich zastosowań jest bezpośredni napęd pojazdów. Silnik napędowy umieszczony może być bezpośrednio w kole pojazdu bez konieczności stosowania przekładni. Rozwiązanie takie ma szereg zalet:

-    zostaje obniżony środek ciężkości wózka napędowego,

-    średnica kół ulega zmniejszeniu dzięki przeniesieniu silnika z ramy wózka i wyeliminowaniu skrzynki przekładniowej,

-    możliwa jest konstrukcja pojazdów szynowych o obniżonej podłodze,

-    dzięki wyeliminowaniu przekładni zwiększona jest niezawodność układu, zmniejszone koszty przeglądów i zmniejszony hałas,

-    możliwe jest sterowanie niezależnie napędem każdego koła.

Ze średnicą koła związana jest maksymalna prędkość obrotowa koła i jednocześnie silnika. Dla standardowej wielkości koła 60 cm prędkość ta wynosi n = 350 [obr/min] dla prędkości liniowej pojazdu v = 50 [km/h]. Jest ona kilkakrotnie niższa od prędkości znamionowych silników bezszczotkowych (6000 - 7000 obr/min). Wynika stąd, że dla napędów bezpośrednich należy stosować silniki wielobiegunowe.

Drugim problem jest przeniesienie momentu napędowego z wirnika na koło napędowe. W tym celu stosuje się konstrukcje silników z wirnikiem zewnętrznym (rys. 5).

Rys. 4 Budowa 12 polowego silnika PM z wirnikiem zewnętrznym.

Nieruchomy stojan stanowi jednocześnie oś koła a obracający się na zewnątrz wirnik jest elementem koła napędowego.

Zastosowanie 12 par biegunów umożliwia uzyskania prędkości znamionowej silnika: u>o = Ws/p = 314/12 = 26.2 rd/s = 250 obr/min    (4)