Od redakcji 7-8/2017

Szanowni Państwo,Okladka
Od nowego roku czasopismo „Elektroinstalator” będzie miało nowego wydawcę. Opiekuńcze skrzydła nad tym najstarszym w branży elektroinstalacyjnej tytułem roztoczyło Wydawnictwo SIGMA-NOT.

Więcej…

Mikromaszyny w automatyce

Silniki bezszczotkowe BLDC do zastosowań w automatyceMikromaszyny, czyli maszyny elektryczne małej mocy, często nazywane są także silnikami elektrycznymi mocy ułamkowej. Mikromaszyny stanowią odrębną grupę maszyn elektrycznych i można podzielić je na kilka większych podgrup, takich jak: mikromaszyny powszechnego zastosowania, elektryczne maszynowe elementy automatyki (zwane w skrócie EMEA) oraz mikromaszyny specjalne. Mikromaszyny znajdują szerokie zastosowanie w różnych dziedzinach przemysłu, takich jak: technika wojskowa, przemysł AGD i urządzeń powszechnego użytku domowego, rolnictwo, medycyna, badania laboratoryjne oraz telemechanika i automatyka.

Prezentację zagadnienia mikromaszyn warto rozpocząć od ich podziału, którego można dokonać na kilka sposobów – jeden z nich zaprezentowano we wstępie do artykułu. Według tego podziału, do mikromaszyn powszechnego zastosowania zalicza się napędy sprzętu gospodarstwa domowego oraz małych ręcznych narzędzi. Mikromaszyny specjalne stanowią zaś wyposażenie pojazdów mechanicznych, stosowane są w sprzęcie informatycznym czy medycznym. Natomiast do grupy EMEA należy zaliczyć przetworniki informacji i energii, takie jak: przetworniki położenia, prędkości i przyspieszenia, a także przetworniki energii w postaci silników wykonawczych, sterowanych częstotliwościowo silników synchronicznych czy też silników krokowych.

Przypisując rodzaje silników do konkretnej grupy, podziału należałoby dokonać w następujący sposób:

  • grupa EMEA:
    • enkodery i prądnice tachometryczne (jako przetworniki prędkości),
    • selsyny i transformatory położenia kątowego (jako przetworniki położenia),
    • silniki wykonawcze (jako przetworniki energii na przemieszczenie mechaniczne);
  • grupa mikromaszyn powszechnego zastosowania:
    • jednofazowe silniki komutatorowe prądu przemiennego,
    • jednofazowe silniki indukcyjne,
    • komutatorowe silniki prądu stałego;
  • grupa mikromaszyn specjalnych:
    • silniki liniowe,
    • silniki momentowe,
    • silniki nietypowe.

Ocenia się, ze w przeciętnym gospodarstwie domowym znajduje się kilkadziesiąt mikrosilników. Są one konstruowane pod konkretne zastosowanie. Około 75% z nich to silniki prądu stałego, zarówno komutatorowe, jak też z komutacją elektroniczną.

W przemyśle medycznym natomiast popularne są silniki bezszczotkowe prądu stałego (BLDC), pozwalające uzyskiwać bardzo dużą prędkość obrotową – nawet do 70000 obr./min) lub wysoki moment obrotowy przy nieco mniejszej prędkości. Niektóre silniki tego typu charakteryzują się niewielkimi wymiarami, a ich średnice wynoszą około 1 cm. Stosowane są głównie w urządzeniach dentystycznych czy chirurgicznych i charakteryzują się niską indukcyjnością oraz szybką odpowiedzią na zmianę zadanej prędkości obrotowej. Ich konstrukcja wykorzystuje stal nierdzewną i ekranowane łożyska kulkowe, a także wydajne magnesy neodymowe w wirniku. Całość została przemyślana tak, by silniki pracowały bardzo gładko i cicho, nawet przy najwyższych osiąganych prędkościach.

Duży wysiłek, włożony w ostatnich latach w udoskonalenie wytwarzania magnesów, doprowadził do opracowania materiałów i technologii, pozwalających na uzyskanie magnesów trwałych o wysokim stopniu namagnesowania. W sposób znaczący przyczyniło się to do zastosowania tych materiałów do produkcji wirników (rotorów) w silnikach elektrycznych. Rozwiązanie to istotnie wpłynęło na poprawę jakości i niezawodności silników, otwierając możliwość wyeliminowania najsłabszego dotąd ogniwa, jakim były powszechnie stosowane komutatory ze szczotkami
węglowymi.

Silniki BLDC (fot. 1) charakteryzują się większą żywotnością mechaniczną, wynikającą z wyeliminowania z konstrukcji urządzenia szczotek, które stanowią najszybciej zużywający się element mechaniczny silnika i są najczęstszą przyczyną jego awarii. Dodatkowo wyeliminowanie szczotek zapewnia cichszą pracę oraz wyższą sprawność silnika. Ze względu na niezawodność oraz możliwość sterowania prędkością silniki BLDC są stosowane także w napędach dysków optycznych (CD, DVD, BD), dyskach twardych, gramofonach, większości pojazdów o napędzie elektrycznym, wentylatorach komputerowych i urządzeniach, w których powstające na szczotkach iskry mogłyby doprowadzić do zaprószenia ognia czy wybuchu. Użycie silnika BLDC może być trafnym wyborem w przypadkach, gdy wymagany jest ruch kontrolowany oraz duża sprawność i niezawodność.

 

(...)

 

Robert Gabrysiak

Pełna wersja artykułu w EI 5/2015 do zakupu na portalu www.e-czasopismo.pl oraz www.magazyn-online.com

Wyszukiwarka

like Newsletter!

like Nowości!

quote Na skróty

like Najczęściej czytane!

like Polecamy!

Znajdź nas na facebooku!

UWAGA! Ten serwis używa cookies i podobnych technologii.

Brak zmiany ustawienia przeglądarki oznacza zgodę na to. Czytaj więcej…

Zrozumiałem