Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. ВЫБОР ЭЛЕКТРОПРИВОДА С БЕСКОНГАКТШМ ДВИГАТЕЛШ ДЛЯ МЕХАНИЗМОВ ПОДАЧИ МЕТАЛЛООБРАБАТЫВАЮЩИХ СТАНКОВ
10 15
1.1 Основные технические требования к двигателям, работающим в составе электропривода подачи станков
1.2 Электроприводы подачи постоянного и переменного тока
1.3 Краткий обзор литературы по вентильным двигателям. Методы исследования. Классификация 21
1.4 Способы управления бесконтактным двигателем постоянного тока 25
1.5 Выводы по первой главе 28
ГЛАВА II. ОСНОВНЫЕ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ СООТНОШЕНИЯ ДЛЯ
БЕСКОНТАКТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА
2.1 Общие замечания 29
2.2 Пульсации электромагнитного момента 33
2.3 Скоростная и механическая характеристики 45
2.4 Коэффициент мощности и КПД. Способы уменьшения индуктивности 1-а. 50
2.5 Выводы по второй главе 57
ГЛАВА III. ФОРМИРОВАНИЕ В ЗАЗОРЕ БЕСКОНТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ
ПОСТОЯННОГО ТОКА ТРЕБУЕМОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ
61
3.1 Общие замечания
3.2 Способ формирования поля возбуждения при равномерном зазоре
3.3 Моделирование магнитного поля с помощью сеточных моделей 65
3.4 Определение зависимостей амплитуд гармоник от формы распределения поля возбуждения
3.5 Выводы по третьей главе
ГЛАВА IV. ПЕРЕГРУЗОЧНАЯ СПОСОБНОСТЬ БЕСКОНТАКТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА
85
4.1 Реакция якоря в бесконтактном двигателе постоянного тока
4.2 Расчет поля с учетом зубчатости статора и прорезей в полюсах 92
4.3 Выводы по четвертой главе 104
ГЛАВА V. ВОПРОСЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ЖСЛВДОВАНИЯ БЕСКОНТАКТ
НЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА
5.1 Конструкция бесконтактных двигателей постоянного тока 105
5.2 Предварительное определение основных размеров бесконтактных двигателей постоянного тока 115
5.3 Вопросы проектирования бесконтактных двигателей постоянного тока 127
5.4 Рекомендации по проектированию серии двигателей 13т
5.5 Исследование бесконтактных двигателей постоянного тока 136
5.6 Выводы по пятой главе 155
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 156
ЛИТЕРАТУРА 160
ПРИЛОЖЕНИЕ I
169
Методика расчета бесконтактных двигателей постоянного тока, предназначенных для электроприводов подачи металлообрабатывающих станков
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Технические данные макетных образцов бесконтактных двигателей постоянного тока 18п
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Акт внедрения результатов диссертационной работы 191
- Основные технические требования к двигателям, работающим в составе электропривода подачи станков
- Пульсации электромагнитного момента
- Способ формирования поля возбуждения при равномерном зазоре
- Реакция якоря в бесконтактном двигателе постоянного тока
- Конструкция бесконтактных двигателей постоянного тока
class1 ВЫБОР ЭЛЕКТРОПРИВОДА С БЕСКОНГАКТШМ ДВИГАТЕЛШ ДЛЯ МЕХАНИЗМОВ ПОДАЧИ МЕТАЛЛООБРАБАТЫВАЮЩИХ СТАНКОВ
class1
Основные технические требования к двигателям, работающим в составе электропривода подачи станков
Условия работы. Двигатели предназначены для работы в атмосфере, загрязненной пылью, которая может быть токо- или магнитопроводящей, на двигатели могут попадать брызги и струи смазочно-охлаждающей жидкости, масла и т.д., поэтому они должны иметь закрытое исполнение со степенью защиты не хуже IP44.
Основные режимы работы, а). Подача инструмента или стола с деталью при резании. Двигатель работает с номинальной нагрузкой в режиме с постоянным моментом при частотах вращения от 0,1 до 350,..500 об/мин, что соответствует линейной скорости перемещения от I мм/мин до 3,5...5 м/мин при шаге ходового винта 10 мм. В этом режиме для получения высокого качества обработки привод должен работать с минимальными пульсациями момента.
б). Быстрое перемещение инструмента или стола с деталью. Момент на валу двигателя равен моменту трения механизма подачи, составляющего при применении шарикового ходового винта 20...50$ от номинального момента Скорость быстрого перемещения современных станков равна 10...12 м/мин, что при шаге винта 10 мм соответствует частоте вращения вала двигателя 1000...1200 об/мин. При уменьшении шага винта и увеличении скорости быстрых ходов эта частота вращения будет повышена. до в;. Разгон йаксимальной частоты вращения и торможение, осуществляется при моменте сопротивления механизма, равном 20...50$ от номинального момента. Время разгона или торможения у современных электроприводов подачи составляет 50...100 мс. Для повышения производительности станка за счет уменьшения вспомогательного времени, нужно уменьшать время разгона и торможения и увеличивать скорость быстрых ходов.
class2 ОСНОВНЫЕ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ СООТНОШЕНИЯ ДЛЯ
БЕСКОНТАКТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА class2
Пульсации электромагнитного момента
Электромагнитный момент БДПТ имеет следующую структуру /40, 41, 42/: где Mq и Мр - постоянные составляющие активного и реактивного момента, вызванные первыми гармониками тока якоря и поля возбуждения, v» — активная и реактивная составляющие момента, которые возникают в результате взаимодействия высших гармоник тока якоря и поля возбуждения. Как показано в /40, 42/, высшие гармоники создают переменные моменты, постоянная составляющая которых пренебрежимо мала и ее можно не учитывать. Для уменьшения пульсаций момента, вызванных взаимодействием высших гармоник тока и поля возбуждения, нужно, как указывается в /40/, чтобы угол опережения jfto был равен нулю. Кроме того, из /14/ следует, что для исключения моментов от высших гармоник тока якоря распределение поля возбуждения в зазоре должно быть синусоидальным.
class3 ФОРМИРОВАНИЕ В ЗАЗОРЕ БЕСКОНТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ
ПОСТОЯННОГО ТОКА ТРЕБУЕМОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ
class3
Способ формирования поля возбуждения при равномерном зазоре
Джя формирования в зазоре машины желаемого распределения поля может быть использовано ступенчатое распределение, получаемое при помощи полюсов, расположенных с минимальным зазором О относительно статора и разделенных прорезями на части с разными скалярными магнитными потенциалами (ф{ ... ($ ... ф(п+л , как изображено на рис. 3.2 /74/. Различные потенциалы частей полюса могут быть получены за счет применения постоянных магнитов с разными магнитными параметрами или за счет различной степени концентрации потока магнитов. Для получения симметричного распределения поля число прорезей ft в каждом полюсе должно быть четным, прорези должны быть расположены симметрично относительно продольной оси, а величины потенциалов частей полюса должны уменьшаться от середины полюса к его краям.
Реакция якоря в бесконтактном двигателе постоянного тока
Реакция якоря при токах синусоидальной и прямоугольной формы исследовалась в /40, 41, 42/. Было показано, что при синусоидальных токах и р = 0 действие н.с. якоря на основное поле будет таким же, как в коллекторных двигателях постоянного тока - продольная составляющая н.с. якоря Fd отсутствует, поперечная составляющая Fej, подмагничивает набегающий край полюса и размагничивает сбегающий. При токах прямоугольной формы с длительностью 120 эл. град, и /5Ср = 0, как показано в /40/, изменение угла fo от Т/Є до + 7Г/6 вызовет появление продольной составляющей, которая меняет направление через Зг/Ь . Амплитудное значение Pd max равно 0,5 Fa , где Fa - н.с. якоря, создаваемая токами двух одновременно работающих фаз /40/.
Реакция якоря в бесконтактном двигателе постоянного тока
На конструкцию и параметры ЩІТ большое влияние оказывают свойства используемых для возбуждения постоянных магнитов. В настоящее время наибольшее применение в станочных электродвигателях нашли литые магниты на основе сплавов п\ № Со , оксидные магниты на основе ферритов бария или стронция и магниты на основе интерметаллических соединений кобальта с редкоземельными металлами. Влияние той или иной марки магнита на массо-габаритные, динамические и другие характеристики двигателя обычно связывают с величиной остаточной энергии. Однако, сравнение двигателей с возбуждением от разных типов магнитов, выполненное, например, в /8/ для высокомоментных двигателей постоянного тока, показывает, что применение ферритовых магнитов, имеющих по сравнению с литыми остаточную энергию в 1,5...2 раза меньшую, приводит к улучшению массо-габаритных показателей и повышению перегрузочной способности (см. табл. 5.1).
class5 ВОПРОСЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ЖСЛВДОВАНИЯ БЕСКОНТАКТ
НЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА class5
