|
Układy napędowe z bezszczotkowymi silnikami prądu stałego znajdują coraz szersze zastosowanie głównie ze względu na swe liczne zalety. Przy pracy ciągłej silnika ważnym argumentem ich użycia jest wysoka sprawność. W układach przenośnych argumentem tym jest mała masa i gabaryty silnika. Do tych zalet dochodzi duża trwałość i cicha praca układu napędowego. Prosta konstrukcja układu sterowania do bezszczotkowego silnika prądu stałego przyczynia się w znacznym stopniu do zmniejszenia ceny układu napędowego i z powodzeniem może on cenowo konkurować z układami napędowymi wyposażonymi w silniki asynchroniczne, nad którymi góruje pod względem sprawności i dynamiki. W wielu zastosowaniach ważnym elementem jest także duża przeciążalność i szybkie hamowanie.
W pracy przedstawiamy układ napędowy przeznaczony do przewijania reklam. Dotychczas w reklamach tych stosowano silniki komutatorowe. Jak wiadomo wymagają one częstych przeglądów, a ich trwałość jest wielokrotnie mniejsza od trwałości silników bezszczotkowych.
Konstrukcja silnika
Przy konstruowaniu silnika wykorzystano typowe blachy oraz tarcze łożyskowe dotychczasowego silnika typu Seg45-2A. Blachy stojana tego silnika mają średnicę wewnętrzną 45 mm i zewnętrzną 80 mm oraz 24 żłobki. Na podstawie założonych parametrów: prędkości obrotowej i momentu określono długość pakietu stojana i parametry uzwojenia. Założono przy tym, że na wirniku przyklejony będzie czterobiegunowy, segmentowy magnes spiekany z materiału o następujących parametrach: Br=1,2 T i Hc=950 kA/m. W celu określenia wysokości magnesu nie powodującego nasyceń obwodu magnetycznego przeprowadzono obliczenia w programie FEMM. Wybrane wyniki tych obliczeń przedstawiono na rysunkach 1 i 2.
Rys.1. Obraz indukcji przy prostopadłych osiach wirnika i stojana
Rys.2. Obraz indukcji w szczelinie silnika przy braku zasilania
Następnym etapem obliczeń było wyznaczenie liczby zwojów uzwojenia silnika dla określonego napięcia zasilania. Przy założeniu prostych zębów stojana i prostych magnesów w silnikach tego typu występuje znaczny moment zaczepowy. W celu jego minimalizacji zastosowano niepełne wypełnienie magnesem podziałki biegunowej. Przeprowadzone obliczenia wykazały, że dla wybranego obwodu magnetycznego minimalny moment zaczepowy występuje przy rozpiętości kątowej magnesu równej 75o. Po przeprowadzeniu obliczeń zbudowano prototyp silnika. Wirnik silnika wykonano w postaci stalowego walca, na powierzchni którego przyklejono neodymowe magnesy. Na zdjęciu nr 1 przedstawiono wirnik silnika, na zdjęciu nr 2 uzwojony stojan, a zdjęcie nr 3 przedstawia kompletny silnik.
Zdjęcie nr 1. Wirnik silnika z naklejonymi magnesami
Zdjęcie nr 2. Uzwojony stojan
Zdjęcie nr 3. Widok wykonanego silnika
Zbigniew GORYCA
Zapraszamy do lektury drugiej części artykułu dnia 08.08.2006
|
