Бесколлекторный двигатель-маховик с датчиками Холла.
Информацию о положении ротора электродвигателя можно передавать магнитным полем, используя для этого гальваномагнитные приборы, например магнитодиоды, или датчики Холла. Однако использование датчиков Холла приводит к усложнению конструкции электродвигателя, так как для формирования крутого фронта импульсов датчика положения датчики Холла должны быть расположены в специальном магнитопроводе с отдельным магнитом. Очень малкй к. п. д. датчиков Холла, небольшая величина выходного сигнала и необходимость питать их низким напряжением связаны с дополнительными расходами энергии и усложнением схемы коммутатора. Значительная зависимость параметров гальваномагнитных приборов от температуры резко уменьшает температурный диапазон работы электродвигателя. Тем не менее свойство датчиков Холла реагировать на знак и величину магнитного поля, на полярность питающего напряжения, а также
практически неограниченное время работы определяют в некоторых случаях целесообразность их применения.
Примером бесколлекторного двигателя-маховика постоянного тока, в котором для определения положения ротора относительно неподвижного статора используются датчики Холла, может служить электродвигатель, описанный в работе [20], предназначенный для применения на Технологическом спутнике (ATS). Принципиальная схема этого двигателя показана на рис. II.50. Двигатель-маховик состоит из ротора
выполненного в виде постоянного магнита, статора с двумя взаимно перпендикулярными обмотками
двух датчиков Холла, расположенных в воздушном зазоре электродвигателя, и двух усилителей мощности постоянного тока У, которые усиливают напряжения, снимаемые с датчиков Холла, и управляют обмотками электродвигателя так, чтобы обеспечить постоянный момент независимо от положения ротора. Так как напряжения датчиков Холла пропорциональны возбуждающему их току управления
то величина и направление момента электродвигателя также пропорциональны току управления.
Электронный коммутатор (рис. II.50) состоит из двух усилителей мощности с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), преобразователя постоянного тока и усилителя входного сигнала. Электронные устройства работают от одного источника питания
постоянного тока напряжением 28 В. Характерная особенность двигателя-маховика состоит в том, что его электронные устройства расположены внутри корпуса электродвигателя, что снижает габаритные размеры и массу. Применение усилителей мощности с ШИМ обусловлено их высоким к. п. д. при всех уровнях выходного напряжения и их относительной простотой. В усилителях с ШИМ легко осуществима обратная связь потоку, обеспечивающая лучшую линейность характеристики и относительно большой допуск на изменение напряжения источника питания. Кроме того, такие усилители позволяют осуществлять рекуперацию энергии в источник питания, когда двигатель-маховик тормозится.
Конструктивная схема двигателя-маховика показана на рис. 11.51. Он имеет следующие характеристики и параметры: