Бесконтактный двигатель постоянного тока (БДПТ) , или вентильный двигатель

Двигатели постоянного тока как исполнительные элементы обладают линейными статическими характеристиками как по управлению, так и по моменту, что делает их применение в системах управления весьма привлекательным. Однако наличие коллекторного узла с его трущимися щеточными контактами существенно понижает надежность работы этих двигателей, увеличивает момент потерь, создает высокочастотные помехи для другой аппаратуры. Стоимость двигателей постоянного тока также достаточно высока в сравнении с двигателями переменного тока. Все эти факторы ограничивают область применения этих двигателей.

Современная электроника позволяет произвести замену механического коммутатора, каковым является коллекторный узел двигателя постоянного тока, на бесконтактный коммутатор, и построить бесконтактный двигатель постоянного тока (БДПТ). За основу БДПТ берется синхронный двигатель с трехфазной обмоткой статора и ротор с одной парой полюсов в виде постоянного магнита.

Функциональная схема БДПТ представлена на рис. 3.60. Здесь в качестве коммутатора фазных обмоток статора используется силовой блок, ана;

Рис. 3.60. Функциональная схема БДПТ.

логичный блоку, используемому в частотном преобразователе для трехфазного асинхронного двигателя (см. рис. 3.48). Логика и последовательность открытия и закрывания шести транзисторов сохраняется той же, что представлена в табл. 3.2, т. е. в каждый момент времени в открытом состоянии находятся три транзистора в соответствии с табл. 3.2. Однако логика переключения привязана не задаваемой величине At, а к угловому положению вала ротора двигателя, которое определяется датчиком положения на валу. Например, если нулевому положению вала соответствует состояние транзисторов, приведенное в первой строке табл. 3.2, то датчик положения вала должен перевести транзисторы из состояния первой строки табл. 3.2 в состояние, показанное во второй строке этой таблицы. Вал ротора при этом повернется на 60°, и датчик положения станет переводить транзисторы в положении, показанное в третьей строке. Ротор повернется еще на 60° и т. д. Скорость вращения ротора при этом будет зависеть от напряжения источника питания и момента нагрузки на валу двигателя. Статические и динамические характеристики подобного БДПТ оказываются близкими к характеристикам двигателя постоянного тока с независимым возбуждением при якорном управлении.

В качестве датчика положения БДПТ часто используются датчики Холла, встроенные по периметру статора двигателя.