http://optenergo.ru/?where=news&id=6/

Нестерин В.А., начальник ОЭМ

Заплаткин В.Е., ведущий специалист по маркетингу ОЭМ

Бесконтактные вентильные электродвигатели

       Развитие отечественной промышленности и в первую очередь ее машиностроительной отрасли непрерывно связано с возрождением станкостроения, а значит и с разработкой и освоением современных комплектных электроприводов для станков с ЧПУ, промышленных роботов и другого высокотехнологического автоматизированного оборудования. Применительно к металлообрабатывающим станкам с ЧПУ современный комплектный электропривод включает в себя регулируемый с постоянной мощностью высокоскоростной электропривод главного движения, как правило, на базе специального асинхронного электродвигателя, а также многокоординатный широко регулируемый электропривод механизма подачи на базе высокомоментных бесконтактных вентильных электродвигателей с возбуждением от постоянных магнитов. Управление комплектным электроприводом осуществляется специальным промышленным компьютером - системой ЧПУ.

       Актуальность задачи освоения комплектных электроприводов отечественной промышленностью подтверждается информацией, высказанной недавно в прессе генеральным директором ФГУП В/О "Станкоимпорт" - председателем подкомитета по модернизации отечественной промышленности Торгово-промышленной палаты РФ С. Сабировым: "последние три года рынок станочной техники ежегодно удваивается". Станочный парк большинства предприятий изрядно изношен и практически не обновляется последние 10-15 лет, поэтому заводы вынуждены заниматься собственным техперевооружением. При этом в сегменте высокоточного оборудования наши производители вынуждены закупать импорт, хотя в части создания электромеханического комплекса отечественные изделия, такие как электродвигатели, могут быть вполне конкурентоспособными даже по сравнению с аналогами ведущих зарубежных фирм.

       На ОАО "ЧЭАЗ" разработана серия высокомоментных бесконтактных вентильных электродвигателей типа 5ДВМ, освоение которых в настоящее время завершено. Эти электродвигатели в первую очередь предназначены для укомплектования широко регулируемых электроприводов механизмов подачи станков с ЧПУ. По оценкам специалистов потребности российской промышленности в станках такого типа составляет 50 тыс. штук в год.

       Вентильные электродвигатели серии 5ДВМ представляют собой полностью бесконтактные корпусные электрические машины фланцевого исполнения с возбуждением от высокоэнергетических редкоземельных постоянных магнитов Nd-Fe-B, расположенных на роторе. Двигатели оснащены встроенным комплексным бесконтактным датчиком, включающим в себя бесконтактный тахогенератор и фотоэлектрический датчик положения ротора. Имеются исполнения двигателей со встроенным синусно-косинусным датчиком угла поворота (резольвером) и с пристройкой к валу на заднем щите дополнительного датчика перемещений типа ЛИР158 или ВЕ178. В переднем щите предусмотрено расположение безынерционного магнитоэлектрического тормоза аварийной остановки двигателя. В лобовых частях обмоток статора заложены датчики температурной защиты. Освоенные на предприятии двигатели серии 5ДВМ выпускаются в пяти габаритах по диаметру присоединительных отверстий переднего фланца: 55 мм, 85 мм, 115 мм, 165 мм и 215мм. В каждом из этих габаритов имеется несколько исполнений по длине, что позволило охватить диапазон моментов от 0,23 Нм до 70 Нм.

       Конструкция двигателей обеспечивает любое рабочее положение в пространстве. Двигатели 5ДВМ способны кратковременно обеспечить пятикратную перегрузку по моменту. По массогабаритным показателям двигатели 5ДВМ не уступают лучшим зарубежным аналогам (ф. Сименс, Индрамат и др.), а по ценам на 20-30% ниже последних.

       Двигатель 5ДВМ55 хорошо зарекомендовал себя в электроприводах банкоматов отечественного производства и может найти применение в электрооборудовании современных автомобилей, например, в приводе стеклоподъемника.

       Для укомплектования вентильных электродвигателей серии 5ДВМ были разработаны и освоены магнитоэлектрические тормоза типа МЭТ, встраиваемые в передний щит электродвигателя. Тормозное усилие создается между трущимися поверхностями дискового якоря и кольцевого магнитопровода за счет усилия, создаваемого полем постоянных магнитов из материала Nd-Fe-B.

       Растормаживание осуществляется подачей постоянного напряжения на катушку, создающую в якоре встречное магнитное поле. Тормоза рассчитаны на максимальную частоту вращения до 10000 об/мин, выдерживают до 60000 оборотов в замкнутом состоянии и сохраняют работоспособность при двойном увеличении зазора за счет износа трущихся поверхностей. Данные тормоза с успехом могут использоваться и в других двигателях и устройствах. Например, тормоз типа МЭТ45р имеет механизм ручного растормаживания и опробован в качестве стояночного тормоза инвалидной коляски.

       Для обеспечения производства вентильных электродвигателей и для других целей на ОАО "ЧЭАЗ" разработано и выпускается новое импульсное технологическое оборудование для намагничивания и контроля постоянных высокоэнергетических магнитов и изделий на их основе (УИН и ТКМГП). Такое оборудование характеризуется большим быстродействием, малым потреблением энергии, позволяет осуществить намагничивание современных магнитных систем с различными высокоэнергетическими постоянными магнитами.

       Главное преимущество импульсного намагничивающего оборудования в том, что оно способно создавать достаточно сильные магнитные поля при сравнительно малой потребляемой из сети мощности. Для целей намагничивания ПМ обычно используются импульсные поля значительно меньшего уровня. При этом мощность, потребляемая из сети импульсной установкой, обычно не превышает 1-3 кВт. В то же время максимальная мощность в импульсе может достигать несколько мегаватт. В наиболее простых импульсных источниках тока энергия сети, емкостного накопителя или источника электрической энергии другого типа поступает в виде импульса непосредственно в индуктор.

       На базе импульсного намагничивающего оборудования создано уникальное автоматизированное импульсное контролирующее оборудование, управляемое от персонального компьютера со специальным программным обеспечением. Комплекс этого технологического оборудования позволил решить важнейшую технологическую задачу как по входному контролю постоянных магнитов, так и по их намагничиванию в составе роторов в сборе.