Podstawowa struktura i zasada działania silnika momentu obrotowego prądu stałego

Silniki momentowe prądu stałego są szeroko stosowane w branżach takich jak produkcja mechaniczna, tekstylia, papiernictwo, guma, tworzywa sztuczne, drut metalowy i produkcja kabli.

Silnik momentowy prądu stałego jest specjalną formą serwosilnika prądu stałego, wykorzystującą głównie wzbudzenie magnesem trwałym. Jego podstawowe wymagania są podobne do wymagań serwomotorów prądu stałego. Aby osiągnąć wysoki wyjściowy moment obrotowy i niską prędkość, są one zazwyczaj projektowane z płaską konstrukcją. Stosunek długości rdzenia twornika silnika do jego średnicy zewnętrznej jest bardzo mały. Aby zapewnić stabilną pracę, wyjściowy moment obrotowy silnika nie może przekraczać maksymalnego momentu utyku, zwanego również szczytowym momentem utyku. Prąd twornika odpowiadający szczytowemu momentowi utyku jest nazywany szczytowym prądem utyku. Jeśli prąd twornika przekracza szczytowy prąd utyku, silnik ulegnie rozmagnesowaniu i będzie wymagał ponownego namagnesowania, aby normalnie działać. Aby zmniejszyć wahania momentu obrotowego i prędkości, stojan zaprojektowano z wieloma parami biegunów magnetycznych, a zworę wyposażono w większą liczbę szczelin, segmentów komutatora i przewodów szeregowych. Tętnienie momentu obrotowego ΔM reprezentuje zmianę wyjściowego momentu obrotowego w różnych położeniach twornika.

Silniki momentowe prądu stałego mają płaską konstrukcję z dużym otworem wewnętrznym, co jest korzystne przy bezpośrednim montażu silnika na wale obciążenia, poprawiając sztywność sprzęgła układu. Dzięki temu system może szybko reagować, poszerzać przepustowość, działać stabilnie i spełniać wymagania dotyczące wydajności dynamicznej.

Stała silnika KL jest ważnym wskaźnikiem silnika momentowego, reprezentującym stosunek szczytowego momentu obrotowego utyku do pierwiastka kwadratowego wejściowej mocy szczytowej utyku (kgf·cm/W1/2). KL odzwierciedla nie tylko sprawność samego silnika, ale także bierze pod uwagę moc pobieraną przez silnik.

Ogólną konstrukcję silnika momentowego prądu stałego można podzielić na dwa typy: modułowy i zmontowany. Typ modułowy składa się ze stojana, twornika i uchwytu szczotki jako głównych elementów, a użytkownik wybiera pozostałe części nośne zgodnie z wymaganiami instalacyjnymi. Zmontowany typ jest podobny do konwencjonalnego silnika, przy czym silnik tworzy pojedynczą niezależną jednostkę.

Aby przezwyciężyć wady stosowania szczotek i komutatorów w silnikach momentowych prądu stałego, pod koniec lat siedemdziesiątych XX wieku opracowano bezszczotkowe silniki momentu obrotowego prądu stałego. Zasada i konstrukcja bezszczotkowych silników momentu obrotowego prądu stałego są podobne do bezszczotkowych silników prądu stałego.