Мещеряков В. В.
Микроэлектродвигатели электронных устройств
МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ СССР
МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМЕНИ Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА
Кафедра электротехники и электроники
Утверждено Ученым Советом института в качестве учебного пособия
Москва — 1973
Содержание книги
Микроэлектродвигатели электронных устройств
Предисловие
Введение
Глава 1. Исполнительные двухфазные асинхронные микроэлектродвигатели с полым немагнитным ротором
§1,1. Некоторые свойства исполнительных микродвигателей переменного тока и требования, предъявляемые к ним
§1,2. Способы управления исполнительным двухфазным асинхронным микродвигателем
§1,3. Особенности конструкции, принцип действия и области применения исполнительных двухфазных асинхронных микродвигателей с полым немагнитным ротором
§ 1,4. Эквивалентная схема, уравнение механической характеристики и основные характеристики исполнительного двухфазного асинхронного микродвигателя с полым немагнитным ротором
Глава 2. Синхронные реактивные микроэлектродвигатели
§2,1. Особенности конструкции, принцип действия и области применения синхронных реактивных микродвигателей
§2,2. Эквивалентные схемы и основные уравнения симметричного m-фазного синхронного реактивного микродвигателя
§2,3. Свойства, эквивалентные схемы и основные уравнения однофазного синхронного реактивного микродвигателя
§2,4. Свойства, эквивалентные схемы и основные уравнения конденсаторного синхронного реактивного микродвигателя
Глава 3. Синхронные гистерезисные микроэлектродвигатели
§3,1. Особенности конструкции, принцип действия и области применения синхронных гистерезисных микродвигателей
§3,2. Механические и рабочие характеристики синхронного гистерезисного микродвигателя
§3,3. Эквивалентные схемы и уравнения электромагнитных вращающих моментов симметричного m-фазного, однофазного и конденсаторного синхронных гистерезисных микродвигателей
Глава IV Исполнительные микроэлектродвигатели постоянного тока
§4,1. Особенности конструкции, принцип действия и области применения исполнительных микродвигателей постоянного тока
§4,2. Основные аналитические соотношения, механические и регулировочные характеристики исполнительного микродвигателя постоянного тока с якорным управлением
§4,3. Основные аналитические соотношения, механические и регулировочные характеристики исполнительного микродвигателя постоянного тока с полюсным управлением
§4,4. Электромеханическая постоянная времени и сравнение свойств исполнительных микродвигателей постоянного тока с якорным и полюсным управлением
Приложения
Литература
АННОТАЦИЯ
В пособии рассматриваются некоторые особенности конструкции, вопросы теории и практического применения исполнительных двухфазных асинхронных микроэлектродвигателей, синхронных реактивных и синхронных гистерезисных микроэлектродвигателей и исполнительных микродвигателей постоянного тока в автоматических и электронных устройствах. Эти микроэлектродвигатели переменного и постоянного тока наиболее широко используются в различных современных радиоэлектронных и автоматических установках.
Рецензент — доктор технических наук, профессор П. А. Свириденко
ПРЕДИСЛОВИЕ
Задача создания материально-технической базы коммунизма, поставленная перед советским народом программой КПСС и решениями XXIV съезда партии, неразрывно связана с интен-вной автоматизацией производственных процессов, исполнительных механизмов и различных устройств в отраслях промышленности и специальной техники.
В состав автоматических, электронных и телемеханических установок входят микроэлектромашины переменного и постоянного тока. Особенно находят широкое применение исполнительные асинхронные микроэлектродвигатели, синхронные реактивные и гистерезисные микроэлектродвигатели и исполнительные микродвигатели постоянного тока. Отсутствие сведений о каких-либо микроэлектродвигателях приводит к тому, что в целом ряде современных автоматических и электронных устройств применяются электродвигатели весьма малой мощности, далеко неполностью удовлетворяющие предъявляемым к ним требованиям. Наиболее применимые для этих установок микроэлектродвигатели, вследствие отсутствия сведений о них, могут быть неиспользованными.
В пособии приводятся основные сведения о микроэлектродвигателях переменного и постоянного тока электронных и автоматических устройств.
Автор
ВВЕДЕНИЕ
Микроэлектродвигатели являются одними из основных элементов многих схем автоматики, электроники, телемеханики и счетнорешающей техники. Они широко используются в различных специальных микроэлектроприводах, в схемах управления, регулирования и контроля в качестве силовых и преобразующих элементов. Требования, предъявляемые к микроэлектродвигателям автоматических и электронных устройств, весьма разнообразны. Они зависят в основном от схемы, ее назначения, условий работы и от тех функций, которые микроэлектродвигатель выполняет в схеме. В одних схемах от микроэлектродвигателей требуется плавное и в широких диапазонах регулирование скорости вращения вала, в других — абсолютное постоянство скорости вращения. В одних схемах вал микроэлектродвигателя приводится во вращение баз нагрузки, в других — при большом моменте сопротивления. Иногда от них требуются сверхвысокие скорости вращения (до 300000 об/мин и более), а иногда — очень малые скорости вращения (доли оборота в минуту).
В одних схемах микроэлектродвигатели питаются от источника постоянного тока, в других — от источника переменного тока промышленной частоты (50 гц), в третьих — от источника повышенной частоты (до 3000 гц). Эти разнообразные требования накладывают свои отпечатки как на устройство, так и на конструктивное оформление микроэлектродвигателей. Микроэлектродвигатели условно находятся в пределах от долей ватта до нескольких сотен ватт номинальной мощности, т.е. от 5*10-3 вт до 600 вт.
По конструктивному устройству и принципу действия все микроэлектродвигатели подразделяются на три основные группы:
1) асинхронные бесколлекторные;
2) синхронные;
3) коллекторные.
Асинхронные и синхронные микроэлектродвигатели являются двигателями переменного тока.
Асинхронные бесколлекторные микродвигатели классифицируются:
1. По числу фаз:
а) однофазные;
б) двухфазные;
в) трехфазные.
2. По модификации ротора:
а) короткозамкнутые (в виде простой беличьей клетки, с заливкой алюминием, с массивным ротором, с полым магнитным или немагнитным цилиндрами);
б) с контактными кольцами.
Синхронные микроэлектродвигатели классифицируются:
1) синхронные реактивные;
2) синхронные гистерезисные;
3) синхронные с магнитоэлектрическим возбуждением (м. э. в.);
4) шаговые.
Коллекторные микроэлектродвигатели делятся на:
а) двигатели постоянного тока;
б) двигатели переменного тока (асинхронные коллекторные);
в) универсальные двигатели, предназначенные работать как от источника постоянного, так и переменного тока. Асинхронные бесколлекторные микродвигатели применяются в основном там, где требуется регулирование скорости вращения или где небольшое изменение скорости не имеет существенного значения, где требуется регулирование скорости вращения или где небольшое изменение скорости не имеет существенного значения. Синхронные микродвигатели используются в тех случаях, когда требуется строгое постоянство скорости вращения. Синхронный реактивный и гистрезисный двигатели по своей конструкции являются простыми, так как они имеют только одну обмотку в статоре. Использование переменного тока и отсутствие скользящих контактов — факторы возможности применения их в тех случаях, когда требуется синхронная скорость вращения при относительно не большом вращающем моменте.
Синхронный шаговый или импульсный микроэлектродвигатель — это синхронный микродвигатель с явнополюсным реактивным или активным ротором, предназначенный для преобразования электрических импульсов в дискретные угловые перемещения — «шаги». Микроэлектродвигатели постоянного тока широко используются как для природа с регулируемой скоростью вращения, так и для приводов с постоянной скоростью. Асинхронные коллекторные микродвигатели применяются в основном там, где при наличии источника переменного тока промышленной частоты (50 гц) необходимы скорости вращения, превышающие 3000 об/мин., т. е те скорости, которых при промышленной частоте не могут обеспечить синхронные и бесколлекторные асинхронные двигатели. Универсальные коллекторные микроэлектродвигатели применяются в схемах, питание которых осуществляется или от сети переменного тока, или от сети постоянного тока. Они используются как для приводов с регулируемой скоростью вращения, так и для приводов с постоянной скоростью.
Микроэлектродвигатели, применяемые в автоматических и электронных устройствах, в зависимости от характера выполнения функций, т. е. их назначения, могут быть разделены на:
а) основные — исполнительные, предназначенные для осуществления различных функциональных зависимостей;
б) вспомогательные — силовые, предназначенные для обычного привода во вращения вала отдельных механизмов и узлов автоматических и электронных схем.
Теория микроэлектромашин автоматических и электронных устройств, базируясь на общей теории электрических машин, отличается и некоторыми особенностями. Многое из того, что в обычных электромашинах можно пренебречь, здесь является весьма существенным. Особенно большое значение здесь имеют вопросы электромагнитного расчета, погрешностей, связанных с устройством обмоток, сборкой статорных и роторных пакетов, эксцентриситетом, наличием пазов и зубцов, насыщением, трением, наличием скользящих контактов и т. д.
В связи с этим особенно точным должен быть электромагнитный расчет, совершенная технология и культура производства. Нередко необходимо всемерно уменьшить размеры и вес, что большей частью весьма трудно, так как микроэлектромашины автоматических и электронных устройств обычно являются принципиально мало использованными вследствие необходимости иметь незначительное магнитное насыщение магнитопровода.
Впервые микроэлектродвигатель для автоматического регулирования применил в 1871 г. русский ученый В. Н. Чиколев. Первые двухфазные асинхронные микродвигатели были построены югославским ученым Н. Тесла в 1887 г. Исполнительные микроэлектродвигатели постоянного тока в системах автоматики применяются со второй половины прошлого столетия. Но особенно интенсивно микроэлектромашины переменного и постоянного тока начали применяться в автоматических и электронных установках в 30 годах нашего столетия на основе работ советских ученых В. С. Кулебакина, К. И. Шенфера, М. П. Костенко, В. А. Трапезникова, В. Ф. Миткевича, А. Н. Ларионова, А. Е. Алексеева, Г. Н. Петрова, Ю. С. Чечета, А. Г. Иосифьяна, Н. П. Ермолина, Д. А. Зазалишина, И. М. Постникова и др. Ведушая роль в развитии микроэлектромашин принадлежит профессору, д. т. н. Ю. С. Чечету, являющемуся одним из создателей теории и практического применения весьма малой мощности электромашин.
Скачать книгу "Микроэлектродвигатели электронных устройств". Москва, Издательство МХТИ, 1973
|
