Вентильные двигатели занимают по праву многообещающее место среди электромеханических преобразователей в настоящее время. Их стали все чаще применять во многих видах промышленности, например, в полиграфии, в нефтяной отрасли, в медицине, в строительстве и др.

В англоязычной литературе вентильный, он же синхронный двигатель называется synchronous motor, как сообщает глоссарий электротехнических терминов и имеет сокращение в виде аббревиатуры BLDC. Само определение ВД имеет прямую связь с его базовой функциональной схемой. Всего выделяется несколько его основных элементов, таких как электрическая машина, инвертор, датчик ротора, система по управлению ключами инвертора.

Определение

Вентильный двигатель - это электромеханическая система, которая состоит из электрической машины, а также полупроводникового коммутатора фазных обмоток и системы управления ключами, учитывая положение ротора. Благодаря датчику положения может быть получена информация о роторе. Возможен и программный способ получения необходимых сведений после идентификации сигналов рабочей обмотки.

Вентильный и асинхронный двигатели в сравнении

Исследования доказывают, что синхронный двигатель не только имеет существенно меньший ток холостого хода и потребляемый ток, но и более высокий коэффициент полезного действия и показатель мощности. По сравнению с асинхронной машиной, вентильный электродвигатель при развитии одной и той же мощности и нулевой потере в роторе гарантирует гораздо более выигрышный тепловой режим работы и показывает меньшее энергопотребление. Совершенно жесткая механическая характеристика синхронного двигателя является его главной особенностью. Нет никакой зависимости от нагрузки и тока в обмотках. Т.е. ротор либо работает, либо нет. Третьего его рабочего состояния (крутится медленнее или быстрее) не предусмотрено. Поэтому вентильный двигатель особо востребован там, где есть необходимость в стабильных оборотах.

Функционирование вентильного двигателя

Малое потребление электроэнергии получается за счет того, что на роторе синхронного двигателя рабочими магнитами создается магнитное поле. Синхронизация работы статора и ротора обеспечивается их магнитным потоком, который сохраняется под девяностоградусным углом, а значит, скольжение между этими потоками будет стремиться к нулю. Для устойчивого вращения вентильного двигателя необходимо его развитие однонаправленного вращающего момента с наименьшей пульсацией, за счет которой осуществляется плавность хода. Ток поступает из источника питания в обмотку якоря. После его распределения по катушкам в зубцовой зоне статора возникают электромагниты (полюсная система) статора, которые и создают его магнитный поток. МП возбуждения в свою очередь создается постоянными магнитами или обмоткой возбуждения. При взаимодействии фазных токов и магнитного потока возбуждение создается электромагнитный момент. Изгиб силовых линий магнитного поля в воздушном зазоре происходит при совместном действии потоков от токов статора и потоков возбуждения. Также как и в других двигателях переменного тока, ротор одновременно вращается вслед за вращающимся полем статора. Информация о текущем положении полюсов ротора относительно фаз поступает с ДПР и применяется при подключении к источнику питания. Система управления обрабатывает информацию, поступившую с ДПР, и формирует специальные сигналы управления ключами, которые обеспечивают правильную последовательность включения и отключения ключей и соответствующих фаз.

Таким образом можно уверенно сказать, что вентильные двигатели – это надежные машины переменного тока, которые отлично управляют машинами постоянного тока.