Научная статья на тему 'Микромашины постоянного тока. Перспективы развития бесколлекторных машин постоянного тока'

Микромашины постоянного тока. Перспективы развития бесколлекторных машин постоянного тока Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
513
55
Поделиться

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Тушина Н.В., Юрковец Н.В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Текст научной работы на тему «Микромашины постоянного тока. Перспективы развития бесколлекторных машин постоянного тока»

Секция « Техническая эксплуатация электросистем и авионика »

1. Развитие бизнеса, привлечение инвестиций, расширение торговли, туризма, развитие инфраструктуры сибирских регионов.

2. Возможность выхода российских авиакомпаний в любую точку мира.

3. Привлечение дополнительного потока воздушных судов иностранных авиакомпаний к использованию российского воздушного пространства и, соответственно, увеличение объёма сборов за аэронавигационные услуги, предоставляемые системой ОВД России.

4. Увеличение возможностей для расширений географии полетов российских авиакомпаний при заключении соответствующих соглашений.

5. Российские авиакомпании, имеющие более низкие ставки аэронавигационных сборов, чем иностранные авиакомпания, находятся по сравнению с ними в более выгодных условиях при перелете через воздушное пространство Российской Федерации.

6. Интенсификация развития системы организации воздушного движения в северных регионах России с привлечением дополнительных источников финансирования на модернизацию и техническое оснащение центров УВД.

Для развития трансполярных трасс необходимо решить три проблемы:

- для непрерывного наблюдения и управления воздушным движением в высоких широтах, включая Северный полюс обеспечить ЛА постоянной радиосвязью в периоды магнитных и ионосферных возмущений так, как используемые спутниковые системы связи не решают эти задачи;

- для обеспечения безопасности самолетовождения в высоких широтах необходимо на ЛА и аэродромах в акватории Северного ледовитого океана установить высокоточные системы навигации и посадки, которые не подвержены влиянию ионосферных, тропосферных неоднородностей и неоднородностей подстилающей поверхности;

- для поиска и спасения ЛА терпящих бедствие в акватории Северного ледовитого океана необходимо в высоких широтах иметь эскадрилью ЛА оборудованных современными радиотехническими системами способными оперативно осуществлять поиски ЛА терпящих бедствие.

Библиографические ссылки

1. Борсоев В. А., Гребенников А. В., Коротков А. Г. и др. Результаты испытаний навигационной аппаратуры и средств радиосвязи на трансполярных трассах // САКС-2001 : материалы Междунар. науч.-практ. конф. ; САА. Красноярск, 2001. Ч. 1. С. 9.

2. Смирнов В. Ф., Борсоев В. А., Новиков В. С. и др. К проблеме надежности связи в высоких широтах // САКС-2001 : материалы Междунар. науч.-практ. конф. ; САА. Красноярск, 2001. Ч. 4. С. 47-57.

3. Бондаренко В. Г. Особенности технического обслуживания воздушных судов в условиях низких температур // САКС-2001 : материалы Междунар. науч.-практ. конф. ; САА. Красноярск, 2001. Ч. 4. С. 72-76.

© Строков Д. Е., Киселев В. В., 2013

УДК 656

Н. В. Тушина Научный руководитель - Н. В. Юрковец Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

МИКРОМАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ БЕСКОЛЛЕКТОРНЫХ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА

Электрическая машина - основной преобразователь механической энергии в электрическую и электрической в механическую.

Электрические машины могут преобразовывать механическую энергию в электрическую (генераторы), электрическую - в механическую (двигатели), электрическую энергию - в электрическую другого рода тока, частоты или напряжения (преобразователи), а также электрическую энергию переменного тока одного напряжения - в другое (трансформаторы). Кроме того, существуют электрические машины, которые усиливают передаваемые электрические сигналы малой мощности до весьма значительных мощностей, что позволяет малыми сигналами на входе производить регулирование больших мощностей на выходе (электромашинные и магнитные усилители). Имеются электрические машины, которые преобразуют электрический сигнал в заданное механическое вращение или поворот вала (исполнительные двигатели автоматиче-

ских устройств), механическое вращение в электрический сигнал (тахогенераторы), механический угол поворота вала в электрический сигнал (поворотные трансформаторы), а также служат для одновременного поворота или вращения двух или нескольких механически не связанных между собой осей (сельсины).

По роду тока электрические машины разделяются на машины постоянного и переменного тока.

Машины постоянного тока используются как двигатели, электромашинные усилители, тахогенераторы, генераторы и преобразователи напряжения постоянного тока. Двигатели постоянного тока обычно предназначаются для приводов, требующих широкого диапазона регулирования скорости вращения. Двигатели постоянного тока малой мощности часто применяются в системах автоматического регулирования в качестве исполнительных двигателей.

К машинам переменного тока относятся синхронные и асинхронные машины, трансформаторы и кол-

Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки

лекторные двигатели и преобразователи переменного тока.

Синхронные машины ранее использовались главным образом как генераторы переменного тока и компенсаторы реактивной мощности. В настоящее время они находят применение в качестве двигателей самых разнообразных мощностей. Большое распространение имеют синхронные двигатели малых мощностей в схемах, требующих постоянной скорости вращения.

Первыми электрическими машинами были машины постоянного тока. Однако изобретенные М. О. Доливо-Добровольским асинхронные двигатели оказались проще, дешевле и надежнее в работе, поэтому асинхронные двигатели получили преимущественное распространение.

Двигатели постоянного тока имеют ряд преимуществ, благодаря которым они сохранили свое значение в автоматике, некоторых областях промышленности и на транспорте. Основным достоинством этих двигателей является возможность плавного и экономичного регулирования скорости вращения в широких пределах. Микромашины постоянного тока широко используются в системах автоматики в качестве исполнительных двигателей, двигателей для привода лентопротяжных самозаписывающих механизмов, в качестве тахогенераторов и электромашинных усилителей. Двигатели постоянного тока находят применение на транспорте, для привода металлургических станков, в крановых, подъемно-транспортных и других механизмах. Генераторы постоянного тока применяются главным образом для питания радиостанций, двигателей постоянного тока, зарядки аккумуляторных батарей, сварки, электрохимических низковольтных установок.

Вентильный электродвигатель - это синхронный двигатель, основанный на принципе частотного регулирования с самосинхронизацией, суть которого заключается в управлении вектором магнитного поля статора в зависимости от положения ротора. Вентильные двигатели (в англоязычной литературе БЬБС или РМЕМ) ещё называют бесколлекторными двигателями постоянного тока, потому что контроллер такого двигателя обычно питается от постоянного напряжения.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

В последнее время, этот тип двигателей быстро приобретает популярность, проникая во многие отрасли промышленности. Находит применение в различных сферах использования: от бытовых приборов до рельсового транспорта.

Вентильный электродвигатель с электронными системами управления часто объединяют в себе лучшие качества бесконтактных двигателей и двигателей постоянного тока.

Достоинства:

- высокое быстродействие и динамика, точность позиционирования;

- широкий диапазон изменения частоты вращения;

- бесконтактность и отсутствие узлов, требующих техобслуживания — бесколлекторная машина;

- возможность использования во взрывоопасной и агрессивной среде;

- большая перегрузочная способность по моменту;

- высокие энергетические показатели (КПД более 90 % и соБф более 0,95);

- большой срок службы, высокая надёжность и повышенный ресурс работы за счёт отсутствия скользящих электрических контактов;

- низкий перегрев электродвигателя, при работе в режимах с возможными перегрузками.

Недостатки:

- относительно сложная система управления двигателем;

- высокая стоимость двигателя, обусловленная использованием дорогостоящих постоянных магнитов в конструкции ротора.

Из-за неразвитости электроники по-прежнему во многих случаях рациональным оказывается применение асинхронного двигателя с преобразователем частоты.

Трехфазные бесколлекторные электродвигатели постоянного тока обеспечивают превосходные характеристики, как при управлении с датчиками положения, так и без них.

Управление с датчиками используется, если момент сопротивления неизвестен или варьируется, а также, если необходимо достичь большого пускового момента.

Управление без датчиков, как правило, используется в вентиляторах, где позволяет избавиться от применения датчиков Холла и исключить проводные связи с ними.

Типичные сферы применения:

- электропривод;

- холодильное/морозильное оборудование (компрессоры);

- системы нагрева, вентиляции и кондиционирования воздуха (например, вентиляторы).

Несмотря на недостатки, электрические микромашины постоянного и переменного тока занимают значительное место в автоматических системах управления и регулирования счетно-решающих и гироскопических устройствах, бытовых приборах. Генераторы являются основными источниками электроэнергии на самолете.

© Тушина Н. В., 2013