Экологичные технологии
Навигация
Библиотека
Скачать Книги
Поиск по сайту

Главная > Справочник по эл.машинам том 2 > 14.2. Бесконтактные двигатели постоянного тока

14.2. Бесконтактные двигатели постоянного тока

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-

part4-47.jpg

Рис. 14.23. Механические характеристики

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

системами регулирования

part4-48.jpg

Рис. 14.24. Характеристики управляемого

БДПТ с синхронизацией частоты вращения

при различных частотах синхронизации

part4-49.jpg

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

part4-50.jpg

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

part4-51.jpg

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 Мптахптт 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)

part4-52.jpg

Примечание тм — электромеханическая постоянная времени

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

part4-53.jpg

Тип двигателя

dm

hi

'v>

Масса,

кг

БК-1316

БК-1318

32

36

2,8

25

85

12

15

48

0,21

БК-1323 БК-1324

90

0,24

БК-1414 БК-1418

40

44

3,8

32

98

14

17

50

0,42

БК-1423

105

0,48

БК-1424 БК-1425

0,54

БК-1518

50

54

4,8

40

111,5

16

19,5

58

0,72

БК-1526

119,5

0,84

БК-1533 БК-1534

131,5

1

Продолжение табл. 14.49

Тип двигателя

dis

di

ho

h

hi

ho

Масса, кг

БК-1618

60

50

141,5

20

1,2

БК-1626

65,5

5,8

153,5

23,5

75

1,5

БК-1633 БК-1634

170,5

1,8

БК-1818

80

87,5

7

60

169

23

28

84,5

2,7

БК-1826

181

3

part4-54.jpg

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

Тип

двигателя

^2ном>

Вт

пном>

об/мин

'ном»

А

Б-323Л

0,5

3000

0,075

Б-326

2,8

6000

0,21

Б-426, Б-426Л

9,3

6000

0,60

Б-512, Б-512Л

6

2250

0,39

Б-516

15,5

6000

0,95

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

part4-55.jpg

Тип

двигателя

<*25

'эо

h

hi

[_i

1

1

Б-323Л,

32

2,8

16

73,5

10

13,5

0,25

Б-326

Б-426,

40

3,8

20

85,5

12

15,5

0,45

Б-426Л

Б-512,

50

4,8

25

93

14

18

0,68

Б-512Л,

Б-516

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.

part4-56.jpg

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..........

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

part4-57.jpg

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)

part4-58.jpg

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.

part4-59.jpgpart4-60.jpg

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

Таблица 14.52. Технические данные двигателей серии

ДБ-Д35 (напряжение

питания

27 В)

Тип двигателя

^2ном,

Вт

/с, Гц

и, об/мин

'НОМ'

А

'п.

А

КПД,

%

при синхронизации внешним сигналом

при работе от вну греннего генератора

ДБ32-1-1 ДБ40-2,5-1

1 2,5

90-100

(900-1000) ±(0,9-1)

1000 ±10

0,19

0,36

0,6 1,1

28 31

ДБ50-4-1

4

0,55

2,4

34

ДБ50-6-1

6

0,68

3,3

39

ДБ25-1-3

1

150-300

(1500-3000) ±(1,5-3)

3000 ±30

0,19

0,6

28

ДБ32-2,5-3

2,5

0,36

31

ДБ32-4-3

4

0,55

2,4

34

ДБ40-6-3

6

0,68

3,3

39

ДБ40-10-3

10

1

5,4

44

ДБ50-16-3

16

1,45

9

49

ДБ50-25-3

25

2,40

13,5

53

ДБ25-1-4

1

200-400

(2000-4000)

±(2-4)

4000 ±40

0,19

0,6

28

ДБ32-2,5-4

2,5

0,36

1,1

31

ДБ32-4-4

4

0,55

2,4

34

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.

Продолжение табл

14.52

Тип двигателя

Вт

/с Гц

и, об/мин

мюм» А

/п. А

КПД,

%

при синхронизации внешним сигналом

при работе от внутреннего генератора

ДБ32-6-4

6

200-400

(2000-4000)

±(2-4)

4000 ±40

0,68

3,3

39

ДБ40-10-4

10

1

5,4

44

ДБ40-16-4

16

1,45

9

49

ДБ50-25-4

25

2,40

13,5

53

ДБ25-1-6

1

300-600

(3000-6000) ±(3-6)

6000 + 60

0,19

0,6

28

ДБ25-2,5-6*

2,5

0,36

1,1

31

ДБ32-4-6

4

0,55

2,4

34

ДБ32-6-6

6

0,68

3,3

39

ДБ32-10-6

10

1

5,4

44

ДБ40-16-6

16

1,45

9

49

ДБ40-25-6

25

2,4

13,5

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

part4-61.jpg

Продолжение табл. 14.53

Тип двигателя

d20

d21

'эо

h

/37

Масса, кг

ДБ25-1-6

25

3

20

16

M2

46

10

12,6

0,11

ДБ25-1-4

51

0,12

ДБ25-2,5-6 ДБ25-1-3

55

0,14

ДБ32-4-6 ДБ32-2.5-4

32

4

25

20

M3

56

12

15

0,2

ДБ32-6-6 ДБ32-4-4

ДБ32-2,5-3

60

0,22

ДБ32-10-6 ДБ32-6-4

ДБ32-4-3 ДБ32-1-1

66

0,25

ДБ40-16-6 ДБ40-10-4 ДБ40-6-3

40

5

32

25

M4

70

14

17

0,38

ДБ40-25-6 ДБ40-16-4 ДБ40-10-3 ДБ40-2,5-1

80

0,45

ДБ50-25-4 ДБ50-16-3 ДБ50-4-1

50

6

40

32

M4

80

16

19,5

0,7

ДБ50-25-3 ДБ50-6-1

94

0,85

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

Номера

Назначение

выводов коммутатора

Нереверсивные двигатели

Реверсивный двигатель

1,3-8

К двигателю

К двигателю

2

Контроль частоты вращения

9

-

Напряжение

питания

10

+

И

Внешний управляющий

Контроль частоты вращения

12

сигнал

Задание на-

13

Внутренний генератор

правления вращения

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

Номера выводов коммутатора

/

2

3

4

}

б

7

8

10

Номера выводов двигателя

нереверсивного

правого вращения

2

-

3

7

б

1

5

8

4

левого вращения

3

-

2

б

7

1

S

8

4

реверсивного

1

2

7

б

5

8

3

9

-

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

part4-62.jpg

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

part4-63.jpg

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

part4-64.jpg

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.