Реактивные индукторные двигатели

Реактивные индукторные двигатели (РИД, в международной классификации SRM – switched reluctant motors, принудительно переключаемые моторы) появились сравнительно недавно и сегодня получают все большее распространение. Такие двигатели имеют очень простую конструкцию (рис. 5.1, 5.2), вследствие чего они получаются дешевыми в производстве, а также надежными и требующими минимального обслуживания в эксплуатации. РИД можно назвать наиболее универсальными, современными и перспективными электродвигателями.

РИД питаются от источника постоянного напряжения, чаще всего от выпрямителя, подключенного к промышленной сети, или бортовой сети мощного транспортного средства (корабля, тепловоза, трактора, карьерного самосвала). Для управления током обмоток двигателя используют инверторы - схемы на основе транзисторов IGBT (реже - на основе выключаемых тиристоров).

Рис. 5.1. Конструкция РИД.

То, что для работы РИД необходим довольно сложный и дорогой инвертор (как правило, с микропроцессорным управлением), является недостатком двигателя. Однако это определяет и его преимущества – возможность очень гибкого управления, обеспечивающего регулировку момента и скорости в любых режимах работы, а также очень высокий к.п.д. (больше 90%). РИД не имеют подвижных контактов и свободны от связанных с ними проблем (искрения, износа и необходимости частого обслуживания). К недостаткам РИД можно отнести еще то, что его обмотки потребляют ток в импульсном режиме, и приходится принимать специальные меры, чтобы мощные импульсы тока не проникали в питающую сеть. Реактивная индукторная машина (РИМ) может работать как в двигательном, так и в генераторном режиме.

Рис. 5.2. Поперечный разрез РИД. А, В, С – зубцы соответствующих фаз статора.

Устройство

РИМ устроена в принципе так же, как шаговый двигатель (рис. 5.1, 5.2). Она имеет статор, набранный из отдельных фигурных колец электротехнической стали. Внутри сердечник статора имеет зубцы, на которые надеты обмотки из изолированного медного провода. Соответствующие обмотки статора соединяются между собой, образуя фазы двигателя. РИМ обычно имеют не меньше 3 фаз. Высокоскоростные РИМ чаще всего однофазные.

Ротор представляет собой зубчатый цилиндр из электротехнической стали. Сердечники статора и ротора набираются из отдельных пластин, изоляция между которыми подавляет вихревые токи.

Рис. 5.3. Подключение обмоток РИМ. Устройство инвертора. Цепи управления транзисторов не показаны.

Подключение обмоток РИМ и устройство инвертора показано на рис. 5.3. Катушка L₁, и конденсатор С₁ образуют фильтр, который обменивается энергией с фазами двигателя и препятствует проникновению импульсов тока РИМ в сеть. Этот фильтр также подавляет пульсации напряжения выпрямителя. Катушки L_a, L_b, L_c - это фазы РИМ.