Представлен обзор вариантов использования специализированных электрических двигателей в условиях внедрения современных цифровых технологий, рассмотрены получаемые преимущества
специализированные электрические двигатели, цифровые технологии
Цифровые технологии в настоящее время являются мировой тенденцией развития электромеханических систем [1]. Например, в электроприводах цифровые технологии используются для управления электродвигателями [2, 3]. Для классических электродвигателей постоянного и переменного тока развиваются силовые полупроводниковые системы с цифровыми драйверами. В двигателях постоянного тока это управляемые тиристорные и транзисторные системы, устройства частотного программного управления. В двигателях переменного тока – это преобразователи частоты, инверторы.
В системах автоматического управления технологических процессов применяются специализированные электродвигатели, такие как линейные, шаговые и вентильные. Их управление осуществляется контроллерами с цифровым программным обеспечением.
При необходимости совершения поступательного или возвратно-поступательного движения рабочего органа (подъемно-транспортные машины, механизмы подач различных станков, прессы, молоты и т. д.) применяются линейные двигатели. Их цифровое программное обеспечение позволяет смоделировать работу кривошипно-шатунного механизма, передачи винт-гайка и других необходимых перемещений при реализации производственного процесса.
Развитие современных полупроводниковых устройств достаточной мощности, в совокупности с возможностями быстродействующих цифровых алгоритмов, позволило заменить менее надежные электродвигатели постоянного тока вентильными двигателями [4]. Благодаря их широкому диапазону регулирования, они нашли применение в широком спектре приложения их возможностей: от компьютерных вентиляторов и CD/DVD приводов до роботов и космических ракет.
Современный шаговый двигатель – это электрический двигатель, преобразующий цифровой электрический входной сигнал в механическое движение [5]. У него есть следующие существенные преимущества: во-первых, нет обратной связи, обычно необходимой для управления положением или частотой вращения; во-вторых, не накапливается ошибка положения; в-третьих, шаговые двигатели совместимы с современными цифровыми устройствами. Они применяются в различных областях техники таких как: серийные печатающие устройства, фрезерные устройства, чертежные автоматы перфораторы и считыватели ленты и даже используются в космических летательных аппаратах.
Специализированные виды электродвигателей, такие как линейные, шаговые и вентильные электродвигатели, являющиеся неотъемлемой частью научно-технического прогресса, органично вписываются в концепцию цифровизации электротехнической отрасли.
1. Коновалов Ю.В., Вайгачёв А.Е., Уваров А.А. Автоматизация и цифро-визация объектов электроэнергетики. Вестник АнГТУ. 2021. № 15. – С. 51-55.
2. Коновалов Ю.В., Вайгачёв А.Е., Величко М.А. Тенденции развития электроприводов при информатизации общества. Современные технологии и научно-технический прогресс: Междунар. научн.-техн. конф. имени проф. В.Я. Баденикова: тез. докл. – Ангарск: ФГБОУ ВО «АнГТУ», 2020. С. 201-202.
3. Коновалов Ю.В., Полднева О.И., Садовский С.А., Алафьева М.А. Ана-лиз возможностей современных систем управления электротехническими ком-плексами с машинами переменного тока. Вестник АнГТУ, 2017 г., № 11. – С. 60-64.
4. Овчинников, И.Е. Вентильные электрические двигатели и привод на их основе (малая и средняя мощность) / И. Е Овчинников: – СПб: КОРОНА-Вск, 2006. – 336 с.: ил.
5. Кенио Т. Шаговые двигатели н их микропроцессорные системы управ-ления: Пер. с англ. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 200 с.: ил.
