Стартовая >> Оборудование >> Эл. машины >> Машина постоянного тока с постоянными магнитами

Машина постоянного тока с постоянными магнитами

Машинами постоянного тока с постоянными магнитами называют машины, в которых магнитное поле образуется постоянными магнитами. От машин с электромагнитным возбуждением они отличаются только устройством магнитной системы. Возможные исполнения магнитных систем этих машин (без обмоток возбуждения) представлены на рис. 1. Исполнения по рис. 1 а, б с радиальным расположением магнитов целесообразно применять в многополюсных машинах при 2р > 4. Из-за малой длины магнитов вдоль линий поля в этом исполнении заметно проявляется размагничивающее действие МДС якоря. Для его ослабления необходимо изготовлять магниты из материала с большой коэрцитивной силой (ферритбариевые магниты) и снабжать магниты полюсными наконечниками из магнитно- мягкого материала (рис. 1, а). Исполнение по рис. 1, в особенно целесообразно при 2р = 2, когда тангенциально расположенные магниты имеют большую длину в направлении намагничивания. В этом случае можно применить магнитные материалы со сравнительно небольшой коэрцитивной силой, но с большой удельной энергией (альни, альнико, магнико). То же самое можно сказать об исполнении по рис. 1, г, в котором магнитная система представляет собой намагниченное определенным образом кольцо из магнитно-твердого материала. Достоинство этого исполнения — конструктивная простота. Недостаток — ухудшение коммутации из-за малого зазора по поперечной оси и увеличенного поля якоря. Для изготовления постоянных магнитов используются те же материалы, что и в синхронных машинах с постоянными магнитами.
Дополнительные полюсы, возбуждение которых должно быть принципиально только электромагнитным, в машинах с постоянными магнитами не применяются.
Двигатели с постоянными магнитами мощностью от нескольких до сотен ватт находят применение в маломощных приводах автомобилей и самолетов и в различных системах автоматики. Двигатели используются чаще всего в кратковременных или повторно-кратковременных режимах; пускаются в ход и реверсируются без реостатов в цепи якоря. Частота вращения двигателей регулируется изменением

Магнитные системы машин постоянного тока с постоянными магнитами
Магнитные системы машин постоянного тока с постоянными магнитами:
а — радиальные магниты с полюсными наконечниками; б — то же без полюсных наконечников; в — тангенциальные магниты; г — кольцевые магниты
напряжения якоря, применяется также импульсное регулирование частоты вращения. Последнее производится реле, управляемым тахогенератором, которое периодически замыкает накоротко добавочный резистор в цепи якоря. В более мощных двигателях используется комбинированное возбуждение. В этом случае двигатель снабжается обмоткой возбуждения, МДС которой достаточна для регулирования магнитного поля в заданных пределах.
Генераторы постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов получили относительно меньшее распространение, чем аналогичные синхронные. Они находят применение для стабилизации систем автоматического регулирования в качестве датчиков частоты вращения (тахогенераторов) и т.п.
Для стабилизации напряжения генераторов, работающих при переменной нагрузке, используются комбинированные системы возбуждения. Магнитодвижущая сила обмотки возбуждения выбирается достаточной для компенсации падения напряжения в цепи якоря и влияния МДС якоря.
В двухъякорных электромашинных преобразователях для стабилизации напряжения генератора с постоянными магнитами применяется автоматическое регулирование частоты вращения двигателя.
При расчете и проектировании машин постоянного тока с постоянными магнитами приходится считаться со своеобразным проявлением влияния МДС якоря, размагничивающее действие которой слабее, чем в синхронных машинах с постоянными магнитами, но все же достаточно существенно. Благодаря отсутствию обмоток возбуждения и потерь в этих обмотках машины с постоянными магнитами имеют по сравнению с машинами электромагнитного возбуждения более высокий КПД, облегченные условия охлаждения, меньшие габаритные размеры, массу и стоимость (при небольшой мощности);
более стабильное возбуждение (поток постоянных магнитов не зависит ни от частоты вращения, ни от напряжения якоря, ни от температуры). Вместе с тем машины с постоянными магнитами обладают следующими существенными недостатками: а) частоту вращения двигателей и напряжение генераторов невозможно регулировать изменением поля возбуждения; б) при мощности, превышающей несколько десятков ватт, они уступают по габаритным размерам, массе и стоимости машинам электромагнитного возбуждения; в) материалы, входящие в состав сплавов для постоянных магнитов, дефицитны; г) технология изготовления и намагничивания постоянных магнитов отличается большой сложностью.

 
« Материалы, применяемые в электрических машинах   Машины постоянного тока единой серии П »
электрические сети