В каждом конкретном случае выбор конструкции типа двигате­ля должен производиться с учетом основных требований и условий применения.

Микродвигатели с полым немагнитным ротором менее надежны при высоких температурах, вибрации и ударах, так как вероят­ность деформации полого немагнитного ротора в указанных усло­виях выше, чем ротора типа «беличья клетка».

Из-за большого немагнитного зазора между внешним и внутрен­ним статорами, составляющего 0,5 – 1,5 мм, эти двигатели имеют значительный намагничивающий ток (0,8 – 0,9 от номинального) и низкий коэффициент мощности. Последний недостаток несколько устраняется при конденсаторном управлении, но большой намагни­чивающий ток приводит к большим электрическим потерям в об­мотках двигателя и значительно снижает его к.п.д. У исполнитель­ных микродвигателей с полым немагнитным ротором мощностью в несколько десятков ватт по сравнению с исполнительными микро­двигателями той же мощности с ротором типа «беличья клетка» к.п.д. снижается с 40 – 50 до 20 – 35%, а габаритные размеры и масса увеличиваются в 1,2 – 2 раза. При увеличении номинальной частоты напряжения питания с 50 до 400 – 1000 Гц габаритные раз­меры и масса на единицу полезной мощности уменьшаются и эти показатели у указанных типов микродвигателей сближаются. Объ­ясняется это относительным уменьшением активного сопротивления обмоток статора (по сравнению с индуктивным) и электрических потерь в них. Однако и при номинальной мощности менее 5 – 10 Вт габаритно-массовые и энергетические характеристики в основном лучше у микродвигателей с ротором типа «беличья клетка».

Недостатком микродвигателя с полым немагнитным ротором яв­ляется большой немагнитный зазор, состоящий из двух воздушных зазоров: между внешним статором и ротором и между ротором и внутренним статором (каждый до 0,25 мм), а также из немагнит­ной стенки самого ротора.

Отсутствие радиальных сил притяжения полого немагнитного ротора к статору, уменьшение массы ротора и соответственно мо­мента трения в подшипниках обеспечивают уменьшение напряже­ния трогания.

На рис. 2.5, а, б приведены зависимости соответственно к.п.д. η и массы q на единицу номинальной мощности от номинальной мощности P_2ном некоторых серийных исполнительных асинхронных микродвигателей: АДП – с полым немагнитным ротором (индекс «н» – частота 50 Гц; индекс «в» – частота 400 Гц); ЭМ-М и ДИД – с полым немагнитным ротором (400 Гц); АД, ДМ и ДКИ – с ротором типа «беличья клетка» (400 Гц).

Уменьшить немагнитный зазор можно при использовании поло­го ферромагнитного ротора. В этом случае отпадает необходимость во внутреннем статоре, так как магнитный поток замыкается непо­средственно по ротору. Чтобы материал ротора не насыщался и ак­тивное сопротивление его не было очень велико, полый стакан вы­полняют более толстостенным. Это приводит к увеличению массы ротора и снижению быстродействия двигателя. У некоторых типов таких микродвигателей с целью уменьшения активного сопротив­ления ротора его поверхность покрывают тонким слоем ме­ди.

Принцип действия исполнительного асинхронного микродвигате­ля не отличается от принципа действия трехфазного асинхронного микродвигателя. Вращающееся магнитное поле статора созда­ется в результате взаимодействия м.д.с. обмоток В и У при нали­чии пространственного сдвига между ними и временного сдвига приложенных к ним напряжений. Электромагнитный момент возни­кает в результате взаимодействия вращающегося магнитного поля статора с токами, наведенными этим полем в обмотке ротора – стержнях «беличьей клетки» или стенке полого ротора. Из теории электрических машин известно, что вектор вращающегося магнитного поля остается неизменным, т. е. поле является круговым при соблюдении следующих условий:

1) сдвиг обмоток статора в пространстве на электрический угол γ = 90°;

2) сдвиг токов в обмотке статора по времени на угол β = 90°;

3) равенство м.д.с. обмоток возбуждения и управления: I_уω_у.эф = I_вω_в.эф, где ω_эф – число эффективных витков соответству­ющей обмотки, равное произведению числа витков на обмоточный коэффициент.