Вентильный реактивный двигатель

Вентильный реактивный двигатель(ВРД): Если синхронный реактивный двигатель снабжается датчиком положения ротора, то речь идёт о вентильном реактивном двигателе.

Фото образца вентильного реактивного двигателя

Двигатель питается от преобразователя, который позволяет протекать току в обмотку двигателя через полупроводниковые ключи (вентили). Регулирующая система, которая регистрирует ток и положение ротора соответствующими датчиками, управляет полупроводниковыми ключами. Статор явнополюсный. Противоположные катушки питаются вместе и образуют фазу с северным и южным полюсами. Ротор представляет собой простую похожую на шестерню конструкцию без магнитов и щеток.

Магнитная конфигурация ВРД и принципиальная схема питания

При включении соответствующей полуобмотки на статоре крутящий момент действует на ротор и между обмотками статора и ротором образуется магнитная сила притяжения. Возбуждение катушки в нужный момент времени для создания крутящего момента наиболее эффективным способом обеспечивается системой управления по данным датчика положения ротора. При низком числе оборотов система управления работает в режиме "Choppermodus". При более высоком – управление работает в " режиме пульса ": при соответствующем положении ротора напряжение подается к катушкам на определенный промежуток времени.

Эта гибкость возбуждения двигателя позволяет улучшить качество управления и обеспечить высокую степень эффективности в области большого числа оборотов и крутящего момента. Датчик положения ротора служит также тахометром. Крутящий момент и число оборотов полностью регулируемы, что позволяет оптимально программировать их характеристики в пределах номинальной мощности. До сих пор системы возбуждения вентильного двигателя, из-за отсутствия достаточной стандартизации, могли применяться только в заказных, а не в массовых продуктах.

Издержки на систему привода.

На цену привода в большей степени влияют величина партии и стандартизация в маркетинге. Для промышленных установок образцовым является IEC-Normmotor с преобразователем частоты. Удельная стоимость составляет примерно 15 евро за килограмм веса двигателя с мощностью в несколько киловатт. У 2-х и 4-х полюсных двигателей – примерно 100 евро за киловатт. Преобразователи частоты стоят при высокой номинальной мощности примерно 200 евро за киловатт, то есть вдвое дороже двигателя.

Цена асинхроного двигателя и преобразователя частоты

Приводная система на основе синхронного двигателя отличается от асинхронного электродвигателя с преобразователем частоты только постоянными магнитами и датчиком положения ротора. Маленький синхронный двигатель более эффективен чем соответствующий асинхронный электродвигатель и может выполнятся компактнее, однако требует дополнительных затраты на магниты. Но не эти затраты обуславливают то, что стоимость приводной системы мощностью 2 кВт на основе синхронного двигателя вдвое больше стоимости соответствующей системы на основе асинхронного двигателя с преобразователем частоты.

Сравнение приводов

Если рассматривают теорию привода, то синхронный двигатель по производительности, динамики и степени эффективности должен был бы выигрывать. При сравнении данных каталога доступных в Швейцарии двигателей преобладание синхронных по фактору мощности не отмечается. Отчетливо видны недостатки привода постоянного тока. Исходя из того, что размер двигателя зависит прежде всего от мощности потерь, фактор мощности является мерой для степени эффективности. У одного из производителей асинхронных электродвигателей бросается в глаза тот факт, что его двигатели имеют хорошую удельную производительность. Производитель объясняет это факт тем, что номинальная мощность постоянно не используется, и эти двигатели классифицируются таким образом. Также относительно степени эффективности выступили уже производители, которые приспосабливают параметры двигателя к потребностям клиентов (к сожалению, только на бумаге). Они рассчитывают на то, что мощность не проверяется или что точность измерения (электрическая мощность ± 1%, механическая мощность ± 2%) заменяется другими характеристиками. Пользователю, который дорого платит за хорошую степень эффективности, рекомендуется требовать гарантию оснащения его машины образцовым приводом с наличием его сравнительных характеристик.

Универсального привода не существует. Все приводные системы имеют свои преимущества и недостатки. С внедрением частотного преобразования были сделаны заявки на исчезновение двигателя постоянного тока, но статистика Швейцарии свидетельствует об обратном. Сравнение систем привода допускает следующее обобщенное высказывание относительно степени эффективности: при мощности до 5 киловатт синхронные двигатели и двигатели постоянного тока лучше чем асинхронные электродвигатели. При мощности более 5 киловатт асинхронный двигатель – это лучшее решение.