Mikrosilniki o trzech zębach twornika
Obecnie większość mikromaszyn elektrycznych buduje się z magnesami trwałymi. Rewolucja w konstrukcji mikromaszyn dokonała się pod koniec lat 60 i w latach 70 za sprawą magnesów ferrytowych. Silniki z magnesami trwałymi pozwoliły kilkakrotnie zmniejszyć masę układów napędowych, obniżyć koszty produkcji oraz kilkakrotnie zwiększyć sprawność znamionową (ok.50%) w sprzęcie powszechnego użytku (suszarki, audio-wideo).
Mikrosilniki o trzech zębach wirnika są budowane jako maszyny prądu stałego z komutatorem mechanicznym o trzech działkach bądź z komutatorem elektronicznym. Maszyny te są zwykle wzbudzane magnesem trwałym ferrytowym. Osie symetrii wycinków komutatora pokrywają się z osiami biegunów. Uzwojenie wirnika jest zasilane za pośrednictwem komutatora i dwóch szczotek przesuniętych względem siebie o 180 stopni. Szczotki są umieszczone w strefie neutralnej magnesu. Komutatory silników tej odmiany są wykonywane w postaci cylindrów, lub w postaci tarcz.
Uzwojenia (połączone w trójkąt lub w gwiazdę) umieszczone na biegunach są zasilane prądem o kierunku zależnym od tego, z którą szczotką styka się wycinek komutatora. W przypadku uzwojeń połączonych w gwiazdę, w pewnych położeniach wirnika dwa uzwojenia zwarte szczotką (połączone równolegle) są połączone szeregowo z trzecim uzwojeniem lub przy innym ustawieniu wirnika dwa uzwojenia są połączone szeregowo, a trzecie pozostaje odłączone. W związku ze zmianą kierunku prądu w uzwojeniach zmienia się biegunowość biegunów wydatnych, a w wyniku zmian połączeń zmienia się wartość prądu płynącego w uzwojeniach. Wskutek okresowych zmian prądu spowodowanych zmianami położenia wirnika, siły oddziałujące na każdy z biegunów będą miały ten sam kierunek.
Okresowe zmiany prądu powodują jednakże oscylację momentu. Niesymetryczne rozmieszczenie biegunów również powoduje w pewnych okolicznościach powstawanie dodatkowego momentu hamującego. Moment ten jest wynikiem tzw. przyklejenia magnetycznego biegunów i zależy głównie od rozkładu pola magnetycznego w szczelinie powietrznej. Przebieg momentu obrotowego silnika z magnesem pierścieniowym o trzech biegunach wydatnych jest przedstawiony na rys. 2.
Rys. 2. Pulsacja momentu silnika o trzech biegunach na wirniku [2]
W celu zmniejszenia skutków zjawiska przyklejenia magnetycznego, mającego ujemny wpływ nie tylko na stopień równomierności pracy silnika (a więc i głośność pracy), lecz również i na jego rozruch, stosuje się odpowiedni rodzaj magnesowania magnesu. Moment obrotowy silnika o odpowiednio namagnesowanym magnesie jest około 15% większy niż w przypadku pola o przebiegu sinusoidalnym, uzyskiwanego przy magnesowaniu w polu jednorodnym.
Jak już wspomniano, uzwojenie silnika może być połączone w trójkąt lub w gwiazdę. Jak wynika z obliczeń przeprowadzonych w [3] silniki z uzwojeniem połączonym w gwiazdę mają większą sprawność. Natomiast w praktyce częściej jest stosowany układ połączenia uzwojenia w trójkąt. Wynika to stąd, że przebieg prądu w uzwojeniu trójkątnym ma mniejsze wahania, co ułatwia komutację i zmniejsza zakłócenia radioelektryczne bardzo niepożądane w zastosowanej konstrukcji [2],[3].