Классификация электродвигателей

В промышленных мехатронных модулях применяют различные типы электродвигателей вращательного движения: постоянного тока (ДПТ), асинхронные (АД) и синхронные (СД) переменного тока (см. рис. 1.6).

Любой из указанных двигателей конструктивно состоит из двух частей: неподвижной – статора и вращающейся – якоря или ротора. Каждая из этих частей представляет собой металлическое основание с расположенной на нем медной обмоткой, либо постоянными магнитами (рис. 1.7).

Наиболее простым в управлении является двигатель постоянного тока. В общем случае, в зависимости от способа подключения обмотки возбуждения различают двигатели с независимым, параллельным, последовательным и смешанным возбуждением. В мехатронных модулях наиболее широко распространены двигатели с независимым возбуждением, а также с постоянными магнитами. Управление ДПТ осуществляется изменением напряжения и тока подводимого к его обмоткам.

Двигатели переменного тока различают на асинхронные и синхронные. В синхронных машинах угловая скорость вращающейся части – якоря инвариантна к изменению механической нагрузки. В асинхронных машинах угловая скорость подвижной части – ротора зависит от механической нагрузки на его валу.

Рис. 1.6. Классификация электрических машин вращательного движения по роду тока, принципу действия и типу возбуждения

Рис. 1.7. Принцип устройства электродвигателей:

а – постоянного тока; б – синхронного; в - асинхронного

Электрические машины могут также совершать и возвратно-поступательное движение. Такие машины называются линейными. Применение их в мехатронных модулях позволяет отказаться от преобразователя вращательного движения в поступательное. Кроме того, достоинствами этих машин является быстрота срабатывания – практически мгновенный останов и реверс, а также повышенные осевые усилия. Основными недостатками, ограничивающими применение линейных двигателей, являются низкие энергетические показатели их работы и неравномерность движения. Однако в последние годы в развитии теории и практики линейных двигателей произошел существенный прорыв, и сегодня уже известны примеры серийного производства станков с линейными электродвигателями.