Вентильный двигатель постоянного тока: принцип действия

Бесколлекторный вентильный электромотор ВМЭД, ДВУ индуцирует на ферромагнитном роторе непостоянные магнитные полюса. Магнитное сопротивление создает крутящий момент. Существуют три типа таких моторов:

• индукторный;
• синхронный;
• асинхронный.

Вентильно-реактивный двигатель (ВРД) состоит из двух фазных обмоток вокруг диаметрально противоположных полюсов статора. Ротор движется соответственно полюсам статора, поэтому сопротивление магнитного поля минимально. Этот же принцип лежит в основе действия вентильно-индукторного электромотора.

Ограничение фазного тока на низких скоростях защищает электронику от высоких вольт-секунд. Гистерезис тока позволяет достичь этого. Специальные датчики контролируют процесс.

Ток ограничен на более высоких скоростях. Этот двигатель отличается от аналогичных устройств минимальным влиянием магнитного поля на его работу.

Достоинства вентильного электромотора:

• Незначительное магнитное сопротивление сводит к минимуму потери энергии.
• Возможна работа при пиковых нагрузках.
• Широта выбора скоростей.
• Мягкость переключения скоростей.

Недостатки автоматизированного вентильного двигателя постоянного тока:

• Сложность управления.
• Более высокая, чем у аналогичных устройств, стоимость.
• Высокий уровень шума.

Конструктивные особенности

На положение ротора в тяговом вентильном двигателе указывают датчики. Эти механизмы в совокупности являются электромеханической частью мотора. Силовой момент и микроконтроллер составляют управляющую часть. Блок управления мотором входит в логистическую неконструктивную часть системы.

Изолированные стальные листы собраны в синхронный привод, являющийся механической частью агрегата. В обмотке и роторе образуются вихревые токи, а такая конструкция способствует их уменьшению. Датчики Холла обеспечивают нормальную работу прибора. При отсутствии индикаторных устройств в вентильном моторе сигналы идут напрямую к магнитной установке. Эти же устройства контролируют режим реверса для того, чтобы при погружении мотор не останавливался.

Без этой функции, позволяющей дистанционно контролировать работу мотора и менять установки, не обойтись при буровых работах и добыче угля, нефти и газа. ШИМ-сигналы контролируются согласно настройкам шагового микропроцессора, обрабатывающего все данные о положении ротора. Если уровень этих сигналов низок, их усиливают, используя приборы, действующие по принципу микротрансформаторов.

Разновидности вентильного двигателя постоянного тока

Вентильные моторы могут работать от постоянного или переменного тока. Кроме этого, их делят на следующие разновидности:

• Однофазный двигатель. У этого простейшего вентильного мотора наименьшее количество связей между машиной и электроникой. Его недостатками являются пульсация и большой крутящий момент. Его невозможно запускать на всех угловых положениях. Такие двигатели широко применяются в машинах, требующих высокой скорости.
• Двухфазное устройство. При дополнительной настройке этот двигатель создает асимметрию в полюсах ротора или активизирует воздушный зазор при работе. Его устанавливают в машинах, у которых связь статора с обмоткой критична. Но этому двигателю свойственны пульсации и большой крутящий момент, способные повлечь за собой пагубные последствия.
• Трехфазное устройство. Для осуществления запуска и в случаях, когда требуется создать крутящий момент, не используя большого количества фаз, пользуются этим дисковым двигателем. Агрегаты данного типа применяются в разнообразных отраслях производства, а иногда и в быту. Из всех вышеописанных устройств это – самое популярное. В механизмах, где необходимо сочетание высокой мощности с малой скоростью (например, в насосах) лучше всего использовать трехфазные электродвигатели с четным количеством полюсов. Однако трехфазным моторам свойственны большой крутящий момент и высокий уровень шума.
• Двигатель с четырьмя фазами характеризуется существенно сниженным крутящим моментом и пульсациями. Сфера его применения достаточно ограничена из-за высокой стоимости и большой мощности.

Разработка и создание погружного или многофазного вентильного двигателя постоянного тока своими руками маловероятны, так как на это требуется много усилий и времени, поэтому необходимое для выполнения технологических задач устройство проще купить. Цены вентильных электромоторов в разных городах Украины и России могут сильно различаться (от 8 до 20 тысяч рублей). Стоимость зависит от изготовителя и сферы использования. Вентильные двигатели постоянного тока находят применение в таких областях, как нефтедобыча, буровые установки, системы охлаждения воздуха, химическая промышленность.