Специализированные двигатели: затененные полюса, серво, гистерезисные и эddy-current сцепления

Двигатель индукционный с затененными полюсами

Двигатели индукционные с затененными полюсами генерируют пусковой крутящий момент за счет включения замкнутой медной петли в каждый статорный полюс, позиционированной на 30°–60° от главной обмотки. Обычно одна треть полюса обмотана голой медной полоской.

Затеняющие катушки создают запаздывающий, демпфированный магнитный поток, отстающий на 30°–60° от главного поля. В сочетании с не демпфированным главным компонентом результат — вращающееся поле, придающее умеренный пусковой крутящий момент.

Двигатель с затененными полюсами, (а) двухкатушечный дизайн, (б) малая однокатушечная версия

Поскольку пусковой крутящий момент инherentно низок, двигатели с затененными полюсами производятся только в размерах ниже 50 Вт. Их простота и низкая стоимость делают их идеальными для мелких вентиляторов, циркуляторов воздуха и других низкокрутящих применений. Скорость может быть снижена включением последовательной реактивности для ограничения тока и крутящего момента, или переключением между отписками катушки двигателя.

Управление скоростью двигателя с затененными полюсами

Двухфазный сервопривод

Двухфазный сервопривод — ключевой компонент замкнутой системы, сочетающей электронные, механические и электрические элементы. Удаляя железное сердечко из ротора, остается только алюминиевый стакан для вращения, драматически снижая инерционную массу. Железное сердечко возвращается в стакан как неподвижная часть, замыкающая магнитную цепь. Эта легкая конструкция позволяет ротору разгоняться быстро по сравнению с белковой конструкцией.

Высокоразгонный 2-фазный AC сервопривод

В работе одна обмотка запитана напрямую от однофазного питания, в то время как другая управляется усилителем. Первая обмотка получает 90° фазово-смещенное напряжение через последовательный конденсатор. Вторая обмотка получает синусоиду переменной амплитуды, управляющую скоростью двигателя; 180° разворот фазы меняет направление. Переменная синусоида генерируется усилителем ошибки. Например, самолетные рули управления позиционируются с помощью 400 Гц двухфазных сервоприводов.

Гистерезисный двигатель

Гистерезисный двигатель заменяет ротор с низким гистерезисом, из ламинированной кремнестой конвенционального индукционного двигателя, на безщелевой, безобмоточный цилиндр из закаленной магнитной стали. Этот дизайн усиливает магнитное запаздывание ротора. Полученный низкокрутящий синхронный двигатель выдает постоянный крутящий момент от затора до синхронной скорости. Из-за низкого крутящего момента гистерезисные двигатели ограничены очень малыми размерами и обычно используются для постоянных скоростей, таких как приводы часов и исторически — проигрыватели пластинок.

Эddy-current сцепление (вихретоковое сцепление)

Когда статор индукционного или синхронного двигателя смонтирован для независимого вращения от ротора, сборка функционирует как вихретоковое сцепление. Статорные катушки возбуждаются постоянным током и механически связаны с нагрузкой. Белковый ротор остается соединенным с приводным двигателем. Двигатель сначала запускается без DC возбуждения; по мере включения сцепления DC напряжение повышается от нуля до требуемого уровня, производя непременно регулируемый крутящий момент. Эта работа аналогична вихретоковому механизму, используемому в аналоговых автомобильных спидометрах.

Резюме: Другие специализированные двигатели

• Двигатель индукционный с затененными полюсами, используемый в ниже 50-ваттных низкокрутящих применениях, развивает вторую фазу из закоротченных витков в статоре.
• Гистерезисный двигатель — малый, низкокрутящий синхронный двигатель, когда-то использовавшийся в часах и фонографах.
• Вихретоковое сцепление обеспечивает регулируемый крутящий момент.