Содержание
Предыдущий § Следующий

14.2. Бесконтактные двигатели постоянного тока

14.2.1. Особенности бесконтактных двигателей постоянного тока

Бесконтактные электродвигатели постоянного тока (БДПТ) представляют собой электрические машины с возбуждением от постоянных магнитов, имеющие датчик углового положения ротора и полупроводниковый коммутатор.

Бесконтактные двигатели обладают такими важными функциональными свойствами, как длительная наработка (до 30000 ч и более), высокая надежность запуска после длительного пребывания в нерабочем состоянии, пригодность для работы во взрыво-и пожароопасных средах, работоспособность при низких давлениях окружающей среды.

Бесконтактные двигатели выпускаются совмещенного исполнения (двигатель и коммутатор объединены в одном корпусе) и раздельного исполнения (двигатель и комму-

татор выполнены в отдельных корпусах, соединенных промежуточным кабелем).

Сфера применения БДПТ определила создание двух конструктивных разновидностей:

БДПТ обычного исполнения;

БДПТ герметизированного исполнения, в которых ротор и статор разделены герметичной металлической гильзой.

Двигатели герметизированного исполнения применяются для приводов насосов и допускают непосредственный контакт своей торцевой поверхности со стороны вала с рабочей жидкостью без применения в двигателе дополнительных уплотнений.

По функциональному назначению БДПТ разделяются на силовые, управляемые и со стабилизацией частоты вращения.

Для регулирования частоты вращения в БДПТ применяются в основном методы широтно-импульсной модуляции напряжения питания через маломощные цепи коммутатора. Этот метод реализуется на основе разомкнутых и замкнутых систем управления частотой вращения.

Разомкнутые системы наиболее просты, но не обеспечивают жесткой механической характеристики (рис. 14.23,а). Замкнутые системы управления имеют отрицательную обратную связь по частоте вращения и обладают более жесткими механическими характеристиками (рис. 14.23,6), такие систе-

Рис. 14.23. Механические характеристики

БДПТ с разомкнутой (а) и с замкнутой (б)

системами регулирования

Рис. 14.24. Характеристики управляемого

БДПТ с синхронизацией частоты вращения

при различных частотах синхронизации

Рис. 14.25. Механическая характеристика стабилизированного (односкоростного синхронизированного) БДПТ

Рис. 14.26. Зависимость пускового момента

трехфазного БДПТ от углового положения

ротора

мы позволяют получить точность стабилизации частоты вращения БДПТ до 0,5 — 1 %. Наилучшее качество механических характеристик имеют БДПТ, построенные по системе с синхронизацией частоты вращения частотой внешнего управляющего сигнала (рис. 14.24, 14.25). В таких БДПТ механическая характеристика имеет астатический характер, ее жесткость определяется только

Рис. 14.27. Область значений уровня радиопомех БДПТ в цепях питания (по данным серии БК)

стабильностью частоты внешнего сигнала. Практическая реализация синхронизированных БДПТ позволила достигнуть точности стабилизации частоты вращения до 0,01 %. Диапазон регулирования частоты вращения этих двигателей составляет 1 :1000 и более.

Механические и рабочие характеристики силовых БДПТ имеют сходный характер с аналогичными характеристиками коллекторных двигателей постоянного тока.

Для упрощения схемы коммутатора БДПТ применяются обмотки с числом секций три и четыре, в результате чего перемещение вектора МДС в пределах оборота носит скачкообразный характер с числом устойчивых положений, равным числу секций обмотки. При этом кривая пускового момента имеет вид, указанный на рис. 14.26. Отношение М_птах/М_птт для различных типов БДПТ лежит в пределах 1,5 — 2.

Импульсный характер тока в обмотках при коммутации вызывает появление радиопомех, которые наиболее существенным образом проявляются в цепях питания двигателя. Значение напряжения радиопомех в диапазоне частот 0,15 — 30 мГц, как правило, лежит в пределах от единиц до нескольких тысяч микровольт. Характерная зависимость уровня радиопомех от их частоты для БДПТ показана на рис. 14.27.

14.2.2. Двигатели серии БК

Бесконтактные двигатели постоянного тока серии БК — силовые, реверсивные, с встроенным коммутатором. В качестве датчиков положения ротора использованы датчики Холла. Для контроля частоты вращения предусмотрен встроенный таходатчик. Режим работы — продолжительный. Напряжение питания 27 В. Крепление двигателя — фланцевое с упорным буртиком. Технические данные двигателей серии БК приведены в табл. 14.48, габаритные и установочные размеры и масса — в табл. 14.49, схема включения — на рис. 14.28, а.

Т .1 б 1ица 14 48 Технические данные двигателей серии БК (напряжение питания 27 В)

Примечание т_м — электромеханическая постоянная времени

Таблица 14 49 Габаритные и установочные размеры, мм, и масса двигателей серии БК

Продолжение табл. 14.49

Рис. 14.28. Схемы включения двигателей серий БК (а), Б (б) и БЭП-126М (в). Направление вращения двигателей серии БК задается путем установки перемычек между выводами 4, б и 5, 3 (правое) или 3, 4 и 5, 6 (левое)

Условия эксплуатации двигателей серии БК

Вибрационные нагрузки:

диапазон частот, Гц ...     1—2500

ускорение, м/с².....        150

Ударные нагрузки, м/с² . . .        400 Температура окружающей среды, °С .........  -60 -=- +60

Относительная влажность воздуха при температуре 35 °С, %          98 Гарантийная наработка, ч . .      10000

14.2.3. Двигатели серии Б

Бесконтактные электродвигатели постоянного тока серии Б — силовые, нереверсивные, с унифицированным коммутатором в виде отдельного блока. Для контроля частоты вращения предусмотрен встроенный таходатчик. Режим работы — продолжительный. Крепление двигателя — фланцевое с упорным буртиком. Напряжение питания 27 В.

Основные технические данные двигателей серии Б представлены в табл. 14.50, габаритные и установочные размеры и масса — в табл. 14.51, схема включения — на рис. 14.28,6.

Условия эксплуатации двигателей серии Б

Вибрационные нагрузки:

диапазон частот, Гц ...     5 — 2000 ускорение, м/с² ....          100 Ударные нагрузки, м/с² . . .          400 Температура окружающей среды, °С .........  -10 ч- +50

Относительная влажность воздуха при температуре 20 °С, %            98 Гарантийная наработка, ч . .        5000

Технические данные двигатели  БЭП-126М

Напряжение питания, В ...          27 Полезная мощность, Вт ...          1,2 Частота вращения, об/мин . .        3000 Потребляемый ток, А ...       0,165 Начальный пусковой ток, А . .         0,7 Электромеханическая постоянная времени, мс.....          27

КПД, %.........          30

Масса, кг:

двигателя.......         0,3

коммутатора.....         0,4

Габаритные размеры коммутатора, мм........  117x74x54

Условия эксплуатации двигателя  БЭП-126М

Вибрационные нагрузки:

диапазон частот, Гц ...     1 — 3000

ускорение, м/с².....          150

Ударные нагрузки, м/с² ...          150 Температура окружающей среды, °С .........   -45° -г + 55

Относительная влажность воздуха при температуре 40 °С, %            98 Гарантийная наработка, ч . .        5000

Таблица 14.50. Технические данные двигателей серии Б

Таблица 14.51. Габаритные и установочные размеры, мм, и масса двигателей серии Б

Примечание. Габаритные размеры коммутатора 55 х 55 х 62 мм, масса 0,23 кг.

14.2.4. Двигатель БЭП-126М

Бесконтактный двигатель постоянного тока БЭП-126М — силовой, нереверсивный, с коммутатором в виде отдельного блока. Для контроля частоты вращения предусмотрен встроенный таходатчик. Режим работы — продолжительный. Крепление двигателя — фланцевое.

Схема включения двигателя БЭП-126М представлена на рис. 14.28, в, габаритные и установочные размеры — на рис. 14.29.

Рис. 14.29. Габаритные и установочные размеры двигателей БЭП-126М, ДБ-4

14.2.5. Двигатель ДБ-4

Бесконтактный двигатель постоянного тока ДБ-4 — силовой, нереверсивный, с коммутатором в виде отдельного блока. Режим работы — продолжительный. Крепление двигателя — торцевое.

Габаритные и установочные размеры двигателя ДБ-4 приведены на рис. 14.29.

Технические данные двигателя ДБ-4

Напряжение питания, В ...          27

Полезная мощность, Вт ...            4

Частота вращения, об/мин . .        6000

Потребляемый ток, А ....        0,46

Начальный пусковой ток, А . .          1,7

КПД, %.........          28

Масса двигателя с коммутатором, кг........ .         0,5

Габаритные размеры коммутатора, мм........  74 х 74 х 28

Условия эксплуатации двигателей ДБ-4

Вибрационные нагрузки:

диапазон частот, Гц ... 5 — 2500 ускорение, м/с² .... 150 Ударные нагрузки, м/с² . . . 350 Температура окружающей среды, "С.........-40° 4-+ 55

Относительная влажность воздуха при температуре 40 °С,

О/                                                                                       QO

/о..........           "о

Гарантийная наработка, ч . . 1500

Потребляемый ток, А ...          1,1

Начальный пусковой ток, А . .           7

КПД, %.........          60

Масса, кг:

двигателя.......        0,53

коммутатора......        0,45

Габаритные размеры коммутатора, мм........  120x64x81

Условия эксплуатации двигателя ДБ6/К18

Вибрационные нагрузки:

диапазон частот, Гц- . . .     5 — 3000

ускорение, м/с².....         150

Ударные нагрузки, м/с² . ...         150 Температура окружающей среды, °С.........   -10-=- +40

Относительная влажность воздуха при температуре 25 °С, %          98 Гарантийная наработка, ч . .       10000

14.2.6. Двигатель ДБ6/К18

Бесконтактный двигатель постоянного тока ДБ6/К18 — силовой, нереверсивный, с коммутатором в виде отдельного блока. Для контроля частоты вращения предусмотрен встроенный таходатчик. Режим работы — продолжительный. Крепление двигателя — фланцевое.

Схема включения двигателя ДБ6/К18 показана на рис. 14.30, а, габаритные и установочные размеры — на рис. 14.31, а.

Технические данные двигателя ДБ6/К18

Напряжение питания, В ... 27 Полезная мощность, Вт ... 14 Частота вращения, об/мин . . 4500

Рис. 14.30. Схемы включения двигателей ДБ6/К18 (а) и ДБ50-16-4 (б)

Рис. 14.31. Габаритные и установочные размеры двигателей ДБ6/К18 (а) и ДБ50-16-4 (б)

14.2.7. Двигатели ДБ50-16-4

Бесконтактные двигатели постоянного тока ДБ50-16-4 — силовые, нереверсивные, с встроенным коммутатором. Имеют две модификации: ДБ50-16-4 — правого вращения, 2ДБ50-16-4 — левого вращения. Схема коммутатора обеспечивает динамическое торможение двигателя. Для контроля частоты вращения предусмотрены встроенные таходат-чики. Режим работы — продолжительный. Крепление двигателя — фланцевое.

Технические данные двигателя ДБ50-16-4

Напряжение питания, В ...            27

Полезная мощность, Вт ...            16

Частота вращения, об/мин . .          4000

Потребляемый ток, А ...            1,3

Начальный пусковой ток, А . .              8

КПД, %.........            55

Масса, кг........          0,78

Условия эксплуатации двигателя ДБ50-16-4

Вибрационные нагрузки:

диапазон частот, Гц ...     1 — 3000 ускорение, м/с² ....        200 Ударные нагрузки, м/с² . . .        400 Температура окружающей среды, °С .........  -10 ч- +50

Относительная влажность воздуха при температуре 35°, %         98 Гарантийная наработка, ч . .      30000

Схема включения двигателя ДБ50-16-4 представлена на рис. 14.30,6, габаритные и установочные размеры — на рис. 14.31,6.

14.2.8. Двигатель ДБЮО-60-1,5

Бесконтактный двигатель постоянного тока ДБЮО-60-1,5 — двухскоростной со стабилизацией частоты вращения, нереверсивный, с коммутатором в виде отдельного блока. Режим работы — продолжительный. Крепление двигателя — фланцевое.

Технические данные двигателя ДБЮО-60-1,5

Напряжение питания, В ...          27

Полезная мощность, Вт ...          60

Частота вращения, об/мин:

в режиме 1......1500 ± 150

в режиме 2......2100 + 210

Потребляемый гок, А:

в режиме 1......         5,5

в режиме 2......         4,5

Начальный пусковой ток, А           18

Начальный пусковой момент,

Нм.........        0,7

КПД, %:

в режиме 1......         50

в режиме 2......         60

Масса, кг:

двигателя.......        3,2

коммутатора.....        2,6

Условия эксплуатации двигателя ДБ100-60-15

Вибрационные нагрузки:

диапазон частот, Гц ...     1 —1000

ускорение, м/с².....        100

Ударные нагрузки, м/с² . . .        400 Температура окружающей среды, °С .........  -50 ч- +55

Относительная влажность воздуха при температуре 35 °С, %         98 Гарантийная наработка, ч . .       8000

Схема включения двигателя ДБЮО-60-1,5 представлена на рис. 14.32, габаритные и установочные размеры — на рис. 14.33.

Рис. 14.32. Схема включения двигателя ДБ-100-60-1,5. В режиме 1 вывод 4 не подключается, в режиме 2 — соединяется с выводом 2

14.2.9. Двигатели серии ДБ-Д35

Бесконтактные двигатели постоянного тока с синхронизированной частотой вращения серии ДБ-Д35 — нереверсивные, с коммутаторами в виде отдельного блока. Синхронизация может осуществляться двумя способами : внешним управляющим сигналом и от

Рис. 14.33. Габаритные и установочные размеры двигателя ДБ100-60-1,5

внутреннего генератора, встроенного в коммутатор. Режим работы — продолжительный. Напряжение питания 27 В. Крепление двигателя — фланцевое с упорным буртиком.

Основные технические данные двигателей серии ДБ-Д35 представлены в табл. 14.52, габаритные и установочные размеры и масса в табл. 14.53.

• Двигатель имеет два исполнения: нереверсивное и реверсивное (реверсивный двигатель допускает работу только от внутреннего генератора).

Примечания: 1. /_с - частота импульсов синхронизации внешнего управляющего сигнала; в указанных интервалах частот соотношение частот вращения и синхронизации 10:1. 2. Параметры импульсов синхронизации внешнего управляющего сигнала:

Длительность, мкс................ 2 — 5

Амплитуда, В................. 4 — 5

Полярность..................Положительная

Таблица 14.53. Габаритные и установочные размеры, мм, и масса двигателей серии ДБ-Д35

Продолжение табл. 14.53

Схемы включения двигателей серии ДБ-Д35 и соединения с коммутаторами представлены на рис. 14.34, 14.35.

Габаритные размеры коммутаторов и их масса для двигателей различной мощности приведены ниже:

Температура окружающей среды, °С:

для двигателя.....— 60 ч- + 70

для коммутатора . . . . — 60 ч- + 70 Относительная влажность воздуха при температуре 35 °С, % 98 Гарантийная наработка, ч . . 10000

Условия эксплуатации двигателей серии ДБ-Д35

Вибрационные нагрузки:

диапазон частот, Гц ...     1 — 3000

ускорение, м/с².....         200

Ударные нагрузки, м/с² . . .         400

Мощность двига- Габаритные размеры     Масса

теля, Вт           коммутатора, мм      коммута-

тора, кг

1...... 82 х 53 х 38            0,2

2,5..... 82x53x38            0,21

4...... 82 х 75 х 38            0,32

10,16, 25 . . . 95x82x38            0,38

Рис. 14.34. Схема включения двигателей серии ДБ-Д35. Работа от внутреннего генератора осуществляется путем соединения выводов 12 и 13. Для реверсивного двигателя направление вращения задается путем соединения выводов 9 к 12 (правое вращение) или 9 и 13 (левое вращение)

Рис. 14.35. Схема соединения двигателей ДБ-Д35 с коммутаторами

14.2.10. Двигатель ДБУ32-4-6

Бесконтактный двигатель постоянного тока ДБУ32-4-6 — управляемый, реверсивный, с коммутатором в виде отдельного блока. Регулирование частоты вращения и реверс осуществляются изменением управляющего напряжения постоянного тока и его полярности. Режим работы — продолжительный. Крепление двигателя — фланцевое с упорным буртиком.

Технические данные двигателя ДБУ32-4-6

Напряжение питания, В ... 24

Максимальное напряжение управления, В.......          6

Максимальная мощность, Вт .          4

Частота вращения при холостом ходе и максимальном напряжении управления, об/мин . . 6000

Начальный пусковой момент,

Нм......... 0,022

Потребляемый ток при холостом ходе и максимальном напряжении управления, А . 0,3

Напряжение трогания при холостом ходе, В...... 0,35

Начальный пусковой ток, А . . 2,1

Электромеханическая постоянная времени, мс..... 40

КПД, %.........          30

Входное сопротивление по цепи управления, кОм.....            2

Масса, кг:

двигателя....... 0,3

коммутатора...... 0,4

Габаритные размеры коммутатора, мм........118 х 88 х 33

Условия эксплуатации двигателя  ДБУ32-4-6

Вибрационные нагрузки:

диапазон частот, Гц ...      1 — 2000 ускорение, м/с²:

двигателя......         200

коммутатора.....         100

Ударные нагрузки, м/с²:

двигателя.......         750

коммутатора......         400

Рис. 14.36. Схема включения двигателя ДБУ32-4-6

Рис. 14.37. Габаритные и установочные размеры двигателя ДБУ32-4-6

Температура окружающей среды, °С:

двигателя.......—60-^+70

коммутатора......—10-г +55

Относительная влажность воздуха при температуре 35 °С, % 98 Гарантийная наработка, ч . . 10000

О              0,01 0,02 /У,Н-М

Рис. 14.38. Механические характеристики двигателя ДБУ32-4-6

Схема включения двигателя ДБУ32-4-6 представлена на рис. 14.36, габаритные и установочные размеры — на рис. 14.37, механические характеристики — на рис. 14.38.

Содержание
Предыдущий § Следующий