转子式气动马达的调节特性
为了传动机器和机构,常常采用气动马达,它和其它马达比较具有一系列优点:其结构简单、运转可靠、造价低廉、平稳、高速、不怕过载、不需电能、无火灾危险。气
动马达的缺点是有效系数小(5一15%)和工作时有噪声。
转子式气动马达应用最为普遍,它具有小的相对质量和不大的外形尺寸。在这种马
达中,由于离心力的作用,使叶片和壳体接触,所以马达起动不稳定,同时也不能在低
转速下工作,叶片磨损较迅速,叶片上的摩擦损失大。转子式马达缺少起动力矩的原因是工作腔的密封性能仅决定于作用在叶片上并使它压向定子的惯性力。当转子转速不高时,转子槽中支持叶片的摩擦力可以与离心力相抗衡,所以发生叶片“悬挂”,并使马达工作变为不稳定。
人们向应用于自动控制系统(伺服机)中的转子式气动马达提出了更高的要求:在频
繁的停车、起动、反向时工作的稳定性;能在一切速度范围内工作直到空转。
对于转子式气动马达的起动,通常采用借助弹簧或者借助专门的槽引到叶片下面的
气体,迫使叶片压向定子。但是弹簧的可靠性差,而引导空气的结构复杂,并增加空气流量,因此使推广用该方法起动气动马达受到限制。
引入与作用在气动马达叶片上的离心力方向相同或方向相反的外部补偿磁性力,是改善气动马达的起动可靠性及低转速下工作的可能性、增加转子的高转速和额定旋转力矩、提高个别零件的寿命和当降低消耗功率时提高有效系数的途径之一。这种气动马达的起动和它工作参数的变化可以通过遥控按照预先给定的规律实现。在该方法中,气动马达叶片与定子摩擦力的功、旋转力矩和功率的确定可利用文献中的建议,此外还应考虑外部磁性力对叶片的作用。
叶片在一个工作循环中完成的全部理论功A为
式中A马达的循环功,
Ak一一般情况下压缩循环功;
AT—-叶片摩擦功。
讨论马达工作时作用在叶片上的力系(图1)。所有值的符号与文献相一致。
这样,在一般情况下叶片沿定子的摩擦功率由沿半径的作用合力和抗拒它的力之比
来确定。根据按文献所完成的转子式叶片气动马达的实验模型所取得的关系曲线,曾确定了叶片离心力与调节反力的各种百分比下的无因次特性曲线,见图2。
结论
1.作用在气动马达叶片上的外力,在起动条件中,保证叶片和定子的可靠接触以及
它在转子低转速下工作的可能性。
2.补偿离心力的外部磁性力,能够获得叶片压向定子具有已知参数力的气动马达
动力特性,同时可将转子的转速扩大到最大的范围。
