Zamonaviy nozik tizimlarni boshqarish muammolarini hal qilish uchun cho'tkasiz vosita tobora ko'proq foydalanilmoqda. Bu bunday qurilmalarning katta afzalligi, shuningdek, mikroelektronikaning hisoblash imkoniyatlarining faol shakllanishi bilan tavsiflanadi. Ma'lumki, ular boshqa turdagi motorlarga nisbatan yuqori uzoq moment zichligi va energiya samaradorligini ta'minlaydi.
Chetkasiz motor sxemasi
Dvigatel quyidagi qismlardan iborat:
1. Koson orqasi.
2. Stator.
3. Rulman.
4. Magnit disk (rotor).
5. Rulman.
6. O'ralgan stator.7. G'ilofning old tomoni.
Cho'tkasi bo'lmagan dvigatel stator va rotorning ko'p fazali o'rashi o'rtasida bog'liqlikka ega. Ularda doimiy magnitlar va o'rnatilgan joylashuv sensori mavjud. Qurilmani almashtirish valf konvertori yordamida amalga oshiriladi, buning natijasida u shunday nom oldi.
Cho'tkasi bo'lmagan dvigatel sxemasi orqa qopqoq va datchiklarning bosilgan elektron platasi, podshipnik gilzasi, mil vapodshipnik, rotor magnitlari, izolyatsion halqa, o‘rash, Belleville prujinasi, ajratgich, Hall sensori, izolyatsiya, korpus va simlar.
Sariqlarni "yulduzcha" bilan ulashda qurilma katta doimiy momentlarga ega, shuning uchun bu yig'ilish o'qlarni boshqarish uchun ishlatiladi. Sariqlarni "uchburchak" bilan mahkamlashda ular yuqori tezlikda ishlash uchun ishlatilishi mumkin. Ko'pincha qutb juftlarining soni rotor magnitlarining soni bo'yicha hisoblanadi, bu elektr va mexanik aylanishlarning nisbatlarini aniqlashga yordam beradi.
Stator temirsiz yoki temir yadro bilan tayyorlanishi mumkin. Bunday dizaynlarni birinchi variant bilan ishlatib, rotor magnitlarining tortilmasligini ta'minlash mumkin, lekin ayni paytda doimiy moment qiymatining pasayishi tufayli dvigatelning samaradorligi 20% ga kamayadi.
Sxemadan koʻrinib turibdiki, statorda tok oʻrashlarda, rotorda esa yuqori energiyali doimiy magnitlar yordamida hosil boʻladi.
Belgilar: - VT1-VT7 - tranzistorli kommunikatorlar; - A, B, C – oʻrash fazalari;
- M – motor momenti;
- DR – rotor holati sensori; - U – dvigatel kuchlanish regulyatori;
- S (janubiy), N (shimoliy) – magnit yo’nalishi;
- UZ – chastota konvertori;
- BR – tezlik sensor;
- VD – zener diod;
- L induktor.
Dvigatel diagrammasi shuni ko'rsatadiki, doimiy magnitlar o'rnatilgan rotorning asosiy afzalliklaridan biri uning diametrining qisqarishi hisoblanadi.va shuning uchun inersiya momentining qisqarishi. Bunday qurilmalar qurilmaning o'ziga o'rnatilishi yoki uning yuzasida joylashgan bo'lishi mumkin. Ushbu ko'rsatkichning pasayishi ko'pincha dvigatelning o'zi va uning miliga etkazilgan yukning inertsiya momenti muvozanatining kichik qiymatlariga olib keladi, bu esa haydovchining ishlashini murakkablashtiradi. Shu sababli ishlab chiqaruvchilar standart va 2-4 baravar yuqori inersiya momentini taklif qilishlari mumkin.
Ish tamoyillari
Bugungi kunda cho'tkasiz vosita juda mashhur bo'lib bormoqda, uning ishlash printsipi qurilma boshqaruvchisi stator o'rashlarini almashtirishni boshlashiga asoslanadi. Shu sababli, magnit maydon vektori har doim rotorga nisbatan 900 (-900) ga yaqin burchak bilan siljigan holda qoladi. Tekshirish moslamasi vosita sariqlari orqali harakatlanadigan oqimni, shu jumladan stator magnit maydonining kattaligini boshqarish uchun mo'ljallangan. Shu sababli, qurilmaga ta'sir qiluvchi momentni sozlash mumkin. Vektorlar orasidagi burchakning koʻrsatkichi unga taʼsir etayotgan aylanish yoʻnalishini aniqlashi mumkin.
Shuni hisobga olish kerakki, biz elektr darajalari haqida gapiramiz (ular geometrik darajalardan ancha kichik). Misol uchun, 3 juft qutbga ega bo'lgan rotorli cho'tkasiz dvigatelning hisobini olaylik. Shunda uning optimal burchagi 900/3=300 bo'ladi. Bu juftliklar o'tish sargilarining 6 fazasini ta'minlaydi, keyin stator vektori 600 ga sakrashda harakatlanishi mumkinligi ma'lum bo'ladi. Bundan ko'rinib turibdiki, vektorlar orasidagi haqiqiy burchak 600 dan 600 gacha o'zgarib turadi. Rotor aylanishidan boshlab 1200.
Valfli dvigatel, uning ishlash printsipi kommutatsiya fazalarining aylanishiga asoslangan bo'lib, buning natijasida qo'zg'alish oqimi armaturaning nisbatan doimiy harakati bilan ta'minlanadi, ularning o'zaro ta'siridan keyin aylanuvchi aylanish hosil bo'la boshlaydi. moment. U rotorni barcha qo'zg'alish va armatura oqimlari bir-biriga mos keladigan tarzda aylantirishga shoshiladi. Ammo o'z navbatida sensori sariqlarni almashtirishni boshlaydi va oqim keyingi bosqichga o'tadi. Bu vaqtda hosil boʻlgan vektor harakatlanadi, lekin rotor oqimiga nisbatan butunlay harakatsiz boʻlib qoladi, bu esa oxir-oqibat mil momentini hosil qiladi.
Foydalar
Ishda cho'tkasi yo'q motordan foydalangan holda uning afzalliklarini qayd etishimiz mumkin:
- tezlikni oʻzgartirish uchun keng diapazondan foydalanish imkoniyati;
- yuqori dinamika va unumdorlik;
- joylashishni aniqlashning maksimal aniqligi;
- past texnik xarajatlar;
- qurilma portlashdan himoyalangan narsalarga tegishli boʻlishi mumkin;
- aylanish vaqtida katta ortiqcha yuklarga bardosh berish qobiliyatiga ega;
- yuqori samaradorlik, bu 90% dan ortiq;
- toymasin elektron kontaktlar mavjud bo'lib, ular ishlash muddatini va xizmat muddatini sezilarli darajada oshiradi;
- uzoq muddatli ishlaganda elektr motorining haddan tashqari qizib ketishiga yo'l qo'yilmaydi.
Kamchiliklar
Ko'p sonli afzalliklarga qaramay, cho'tkasiz motorning ishlashida kamchiliklar ham mavjud:
- motorni boshqarish ancha murakkab;- nisbatanqurilmaning yuqori narxi uning dizaynida qimmat doimiy magnitlarga ega rotordan foydalanish tufayli.
Reluctance motor
Vapa-relüktans vosita - bu o'zgaruvchan magnit qarshiligi ta'minlangan qurilma. Unda energiya konvertatsiyasi tishli magnit rotor harakatlanayotganda aniq stator tishlarida joylashgan o'rashlarning induktivligining o'zgarishi tufayli sodir bo'ladi. Qurilma elektr konvertordan quvvat oladi, u rotorning harakatiga qarab motor o'rashlarini qat'iylik bilan almashtirib turadi.
Kommutatsiya qilingan istamaslik motori murakkab murakkab tizim bo'lib, unda turli jismoniy tabiatning tarkibiy qismlari birgalikda ishlaydi. Bunday qurilmalarni muvaffaqiyatli loyihalash uchun mashina va mexanik dizayn, shuningdek, elektronika, elektromexanika va mikroprotsessor texnologiyasini chuqur bilish talab etiladi.
Zamonaviy qurilma mikroprotsessor yordamida integratsiyalashgan texnologiya asosida ishlab chiqarilgan elektron konvertor bilan birgalikda ishlaydigan elektr dvigatel vazifasini bajaradi. Bu sizga energiyani qayta ishlashda eng yaxshi samaradorlik bilan yuqori sifatli dvigatelni boshqarish imkonini beradi.
Dvigatel xususiyatlari
Bunday qurilmalar yuqori dinamikaga, yuqori yuk koʻtarish qobiliyatiga va aniq joylashishni aniqlashga ega. Harakatlanuvchi qismlar yo'qligi sababli,ulardan foydalanish portlovchi agressiv muhitda mumkin. Bunday motorlar cho'tkasi bo'lmagan motorlar deb ham ataladi, ularning asosiy ustunligi, kollektor motorlari bilan solishtirganda, yuklanish momentining besleme kuchlanishiga bog'liq bo'lgan tezlikdir. Bundan tashqari, yana bir muhim xususiyat - bu kontaktlarni almashtiruvchi eskiradigan va ishqalanadigan elementlarning yo'qligi, bu esa qurilmadan foydalanish resurslarini oshiradi.
BLDC motorlar
Barcha DC motorlarni cho'tkasiz deb atash mumkin. Ular to'g'ridan-to'g'ri oqim bilan ishlaydi. Cho'tkasi rotor va stator davrlarini elektr bilan birlashtirish uchun mo'ljallangan. Bunday qism eng zaif va uni saqlash va ta'mirlash ancha qiyin.
BLDC dvigateli ushbu turdagi barcha sinxron qurilmalar bilan bir xil printsip asosida ishlaydi. Bu yopiq tizim bo'lib, quvvat yarimo'tkazgich konvertori, rotor joylashuvi sensori va koordinatorni o'z ichiga oladi.
AC AC motorlar
Bu qurilmalar oʻzgaruvchan tokdan quvvat oladi. Rotorning aylanish tezligi va statorning magnit kuchining birinchi harmonikasining harakati butunlay mos keladi. Ushbu kichik turdagi dvigatellar yuqori quvvatlarda ishlatilishi mumkin. Ushbu guruhga qadam va reaktiv valf qurilmalari kiradi. Bosqichli qurilmalarning o'ziga xos xususiyati rotorning ishlashi paytida diskret burchakli siljishidir. Sariqlarning quvvat manbai yarimo'tkazgich komponentlari yordamida hosil bo'ladi. Vana motori tomonidan boshqariladirotorning ketma-ket siljishi, bu uning quvvatini bir o'rashdan boshqasiga o'tkazishni yaratadi. Ushbu qurilma bir, uch va ko'p fazali bo'linishi mumkin, ularning birinchisida boshlang'ich o'rash yoki fazani o'zgartirish davri bo'lishi mumkin, shuningdek qo'lda ishga tushirilishi mumkin.
Sinxron motorning ishlash printsipi
Vana sinxron motori rotor va stator magnit maydonlarining o'zaro ta'siri asosida ishlaydi. Sxematik ravishda aylanish paytida magnit maydon stator magnit maydonining tezligida harakatlanadigan bir xil magnitlarning plyuslari bilan ifodalanishi mumkin. Rotor maydonini stator maydoni bilan sinxron ravishda aylanadigan doimiy magnit sifatida ham tasvirlash mumkin. Qurilmaning miliga qo'llaniladigan tashqi moment bo'lmasa, o'qlar to'liq mos keladi. Ta'sir etuvchi tortishish kuchlari qutblarning butun o'qi bo'ylab o'tadi va bir-birini to'ldirishi mumkin. Ularning orasidagi burchak nolga oʻrnatilgan.
Agar tormoz momenti mashina miliga qo'llanilsa, rotor kechikish bilan yon tomonga o'tadi. Shu sababli, jozibador kuchlar ijobiy ko'rsatkichlar o'qi bo'ylab yo'n altirilgan va qutblar o'qiga perpendikulyar bo'lgan tarkibiy qismlarga bo'linadi. Agar tezlanishni yaratuvchi tashqi moment qo'llanilsa, ya'ni u milning aylanish yo'nalishi bo'yicha harakat qila boshlasa, maydonlarning o'zaro ta'siri tasviri butunlay teskari tomonga o'zgaradi. Burchak siljishining yo'nalishi teskari tomonga o'zgara boshlaydi va shu munosabat bilan tangensial kuchlarning yo'nalishi o'zgaradi vaelektromagnit moment. Ushbu stsenariyda vosita tormozga aylanadi va qurilma generator sifatida ishlaydi, bu esa milga berilgan mexanik energiyani elektr energiyasiga aylantiradi. Keyin u statorni ta'minlaydigan tarmoqqa yo'n altiriladi.
Tashqi qutb momenti bo'lmaganda, stator magnit maydonining qutblari o'qi bo'ylama bilan mos keladigan pozitsiyani egallay boshlaydi. Bu joylashuv statordagi minimal oqim qarshiligiga mos keladi.
Agar tormoz momenti mashina miliga qo'llanilsa, rotor og'adi, stator magnit maydoni esa deformatsiyalanadi, chunki oqim eng kam qarshilik bilan yopilishga intiladi. Uni aniqlash uchun har bir nuqtada yo'nalishi kuchning harakatiga mos keladigan kuch chiziqlari kerak, shuning uchun maydonning o'zgarishi tangensial o'zaro ta'sirning paydo bo'lishiga olib keladi.
Sinxron motorlarda bu jarayonlarning barchasini ko'rib chiqsak, biz turli xil mashinalarning teskariligining ko'rgazmali printsipini, ya'ni har qanday elektr apparatining aylantirilgan energiya yo'nalishini teskari tomonga o'zgartirish qobiliyatini aniqlashimiz mumkin.
Doimiy magnit cho'tkasiz motorlar
Doimiy magnitli vosita jiddiy mudofaa va sanoat ilovalari uchun ishlatiladi, chunki bunday qurilma katta quvvat zahirasi va samaradorligiga ega.
Bu qurilmalar koʻpincha nisbatan kam quvvat sarflaydigan va sanoat korxonalarida qoʻllaniladikichik o'lchamlar. Ular texnologik cheklovlarsiz, turli o'lchamlarga ega bo'lishi mumkin. Shu bilan birga, katta qurilmalar butunlay yangi emas, ular ko'pincha ushbu qurilmalarning assortimentini cheklaydigan iqtisodiy qiyinchiliklarni bartaraf etishga harakat qilayotgan kompaniyalar tomonidan ishlab chiqariladi. Ularning o'ziga xos afzalliklari bor, ular orasida rotor yo'qotishlari va yuqori quvvat zichligi tufayli yuqori samaradorlik mavjud. Cho'tkasiz motorlarni boshqarish uchun o'zgaruvchan chastotali haydovchi kerak.
Xarajat-foyda tahlili shuni ko'rsatadiki, doimiy magnit qurilmalar boshqa muqobil texnologiyalarga qaraganda ancha afzalroq. Ko'pincha ular dengiz dvigatellarini ishlatish jadvali juda og'ir bo'lgan sanoat tarmoqlarida, harbiy va mudofaa sanoatida va soni doimiy ravishda o'sib borayotgan boshqa bo'linmalarda qo'llaniladi.
Reaktiv dvigatel
Kommutatsiya qilingan relektansiyali vosita diametrik qarama-qarshi stator qutblari atrofida o'rnatilgan ikki fazali o'rashlar yordamida ishlaydi. Qutblar bo'yicha quvvat manbai rotorga qarab harakatlanadi. Shunday qilib, uning qarshiligi butunlay minimal darajaga tushadi.
Handmade DC motor teskari ishlash uchun optimallashtirilgan magnitlanish bilan yuqori samarali haydash tezligini ta'minlaydi. Rotorning joylashuvi haqidagi ma'lumotlar kuchlanish ta'minotining fazalarini nazorat qilish uchun ishlatiladi, chunki bu doimiy va silliq momentga erishish uchun maqbuldir.moment va yuqori samaradorlik.
Reaktiv dvigatel tomonidan ishlab chiqarilgan signallar indüktansning burchakli to'yinmagan fazasiga o'rnatiladi. Minimal qutb qarshiligi qurilmaning maksimal induktivligiga to'liq mos keladi.
Ijobiy momentni faqat ko'rsatkichlar ijobiy bo'lgan burchaklarda olish mumkin. Past tezlikda elektronni yuqori volt-soniyalardan himoya qilish uchun faza oqimi majburiy ravishda cheklanishi kerak. Konversiya mexanizmini reaktiv energiya liniyasi bilan tasvirlash mumkin. Quvvat sohasi mexanik energiyaga aylanadigan quvvatni tavsiflaydi. To'satdan o'chirilgan taqdirda, ortiqcha yoki qoldiq kuch statorga qaytadi. Magnit maydonning qurilmaning ishlashiga ta'sirining minimal ko'rsatkichlari uning o'xshash qurilmalardan asosiy farqidir.
