Содержание
Что такое моментный двигатель
Моментный двигатель представляет собой электрический двигатель с очень большим количеством пар полюсов. Благодаря большому количеству полюсов такой двигатель может создавать очень большой момент и при этом работать на относительно невысоких скоростях. Благодаря большому крутящему моменту и невысокой скорости такие двигатели хорошо соответствуют требованиям со стороны большого числа прикладных задач, требующих от электропривода именно такого сочетания параметров. По этой причине моментный электродвигатель часто используется в системах прямого привода, без редуктора.
Большинство встречающихся моментных двигателей имеют конструкцию, схожую с синхронными двигателями с постоянными магнитами.
Конструктивно такой электродвигатель представляет собой статор, включающий в себя обмотку, намотанную на сердечник из пакета ламинированных стальных пластин. Ротор двигателя представляет собой многополюсной магнит.
Особенности и отличия моментных двигателей от других типов двигателей
Крутящий момент
Моментные электродвигатели могут создавать значительный крутящий момент даже при небольших скоростях и даже при остановленном роторе.
Высокий крутящий момент, который характерен для моментных двигателей, даёт возможность достигать высоких угловых ускорений. Это особенно важно для применений, связанных с позиционированием, где требуется высокое быстродействие при разгонах и торможениях.
Внешнее исполнение
Часто моментные двигатели изготавливаются в бескорпусном исполнении (называются бесконтактными). Это означает, что двигатель не имеет корпуса, подшипников, вала и датчиков обратной связи. Эти компоненты создаются разработчиком конечного устройства оптимальным образом для конкретного применения и условий работы или покупаются как готовые комплектующие изделия и устанавливаются в процессе сборки.
Достаточно часто моментные двигатели выпускаются в виде бескорпусного решения с полым валом. Такая конструктивная особенность позволяет гибко подходить к конструированию системы, особенно в случае многоосевых систем. Через полый вал можно пропустить электрические кабели (а также гидравлические или оптические линии – если они есть), получая возможность располагать элементы конструкции в наиболее удобном месте, а также убрать внутрь все кабельные линии связи.
Размер
Размеры моментного двигателя заметно отличаются от размеров классического редукторного серводвигателя: хотя по диаметру моментный двигатель гораздо больше редукторного серводвигателя, зато по длине он часто оказывается короче. Это нельзя однозначно назвать преимуществом или недостатком моментного двигателя – это его особенность, которая диктует другую конструкцию конечного изделия и может стать преимуществом или недостатком лишь в рамках определённого применения.
Отсутствие механической передачи сильно снижает шум, производимый системой, построенной с применением моментного двигателя, а также повышает надёжность приводного решения.
Виды моментных двигателей
Несмотря на то, что подавляющее большинство моментных двигателей, присутствующих на рынке в настоящее время, выполнено по конструкции синхронного двигателя – многополюсный постоянный магнит на роторе и трёхфазная обмотка на статоре – существуют и моментные двигатели, относящиеся и к другим типам.
Менее распространена другая разновидность моментных двигателей – бесколлекторные двигатели постоянного тока. По конструкции они схожи с синхронными двигателями, однако если синхронные моторы предполагают питание системой синусоидальных напряжений, то конструкция бесколлекторных двигателей допускает возможность питания их напряжениями прямоугольной формы.
В большинстве случаев у моментных двигателей ротор располагается внутри статора, соосно ему. Двигатели такой конструкции называют двигателями с внутренним ротором. В случае другого варианта конструкции моментного двигателя – конструкции с внешним ротором – ротор располагается снаружи статора.
Эти два варианта конструкции несколько отличаются по параметрам. Двигатели с внешним ротором при одинаковых габаритных размерах будут иметь больший момент, чем двигатели с внутренним ротором, и больший момент инерции ротора.
Преимущества
Указанные ниже преимущества являются основными характеристиками моментных двигателей:
- Высокая точность
- Отличная плавность хода
- Высокий момент на низких скоростях
- Низкий шум
- Компактные и прочные
- Высокая надёжность и низкий износ электродвигателя
- Высокое значение показателя КПД приводной системы благодаря отсутствию редуктора
- Наличие полого вала даёт возможность гибко подходить к компоновке системы
- Высокое отношение крутящего момента к моменту инерции обеспечивает возможность достижения больших угловых ускорений
- Высокое отношение момента к потребляемой мощности обеспечивает возможность получения требуемого момента при небольших затратах энергии
- Снижение расходов на обслуживание по сравнению с редукторным приводом
Области применения
- Станки и обрабатывающие центры
- Опорно-поворотные устройства
- Радары и системы связи
- Промышленное оборудование