Upang malutas ang mga problema sa pagkontrol sa mga modernong sistema ng katumpakan, ang brushless na motor ay lalong ginagamit. Ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng mahusay na bentahe ng naturang mga aparato, pati na rin ang aktibong pagbuo ng mga kakayahan sa computational ng microelectronics. Tulad ng alam mo, makakapagbigay sila ng mataas na long torque density at energy efficiency kumpara sa iba pang uri ng mga motor.
Eskematiko ng brushless motor
Ang makina ay binubuo ng mga sumusunod na bahagi:
1. Sa likod ng case.
2. Stator.
3. Bearing.
4. Magnetic disk (rotor).
5. Bearing.
6. Naka-coiled stator.7. Harap ng case.
Ang isang brushless na motor ay may kaugnayan sa pagitan ng polyphase winding ng stator at rotor. Mayroon silang mga permanenteng magnet at isang built-in na sensor ng posisyon. Ang pagpapalit ng device ay ipinatupad gamit ang valve converter, bilang resulta kung saan nakatanggap ito ng ganoong pangalan.
Ang circuit ng isang brushless motor ay binubuo ng isang rear cover at isang naka-print na circuit board ng mga sensor, isang bearing sleeve, isang shaft at angbearing, rotor magnet, insulating ring, winding, Belleville spring, spacer, Hall sensor, insulation, housing at mga wire.
Sa kaso ng pagkonekta sa mga windings gamit ang isang "star", ang aparato ay may malalaking pare-parehong sandali, kaya ang pagpupulong na ito ay ginagamit upang kontrolin ang mga palakol. Sa kaso ng pag-fasten ng windings na may "tatsulok", maaari silang magamit upang gumana sa mataas na bilis. Kadalasan, ang bilang ng mga pares ng poste ay kinakalkula ng bilang ng mga rotor magnet, na tumutulong sa pagtukoy ng ratio ng mga electrical at mechanical revolution.
Ang stator ay maaaring gawin gamit ang iron-free o iron core. Gamit ang gayong mga disenyo na may unang opsyon, posible na matiyak na ang rotor magnets ay hindi naaakit, ngunit sa parehong sandali, ang kahusayan ng makina ay nabawasan ng 20% dahil sa pagbaba sa halaga ng pare-parehong metalikang kuwintas.
Mula sa diagram makikita na sa stator current ay nabuo sa windings, at sa rotor ito ay nilikha sa tulong ng mataas na enerhiya na permanenteng magnet.
Mga Simbolo: - VT1-VT7 - transistor communicators; - A, B, C – winding phase;
- M – motor torque;
- DR – rotor position sensor; - U – regulator ng boltahe ng supply ng motor;
- S (timog), N (hilaga) – direksyon ng magnet;
- UZ – frequency converter;
- BR – bilis sensor;
- VD – zener diode;
- L ay isang inductor.
Ipinapakita ng motor diagram na ang isa sa mga pangunahing bentahe ng rotor kung saan naka-install ang mga permanenteng magnet ay ang pagbawas sa diameter nitoat, dahil dito, isang pagbawas sa sandali ng pagkawalang-galaw. Ang mga naturang device ay maaaring itayo sa mismong device o matatagpuan sa ibabaw nito. Ang pagbaba sa tagapagpahiwatig na ito ay madalas na humahantong sa mga maliliit na halaga ng balanse ng sandali ng pagkawalang-galaw ng motor mismo at ang pag-load na dinala sa baras nito, na nagpapalubha sa pagpapatakbo ng drive. Para sa kadahilanang ito, maaaring mag-alok ang mga manufacturer ng standard at 2-4 na beses na mas mataas na moment of inertia.
Mga prinsipyo sa paggawa
Ngayon, ang brushless motor ay nagiging napakapopular, ang prinsipyo ng pagpapatakbo nito ay batay sa katotohanan na ang controller ng device ay nagsisimulang lumipat sa stator windings. Dahil dito, ang vector ng magnetic field ay palaging nananatiling inilipat ng isang anggulo na papalapit sa 900 (-900) na may kaugnayan sa rotor. Ang controller ay idinisenyo upang kontrolin ang kasalukuyang gumagalaw sa pamamagitan ng mga windings ng motor, kabilang ang magnitude ng stator magnetic field. Samakatuwid, posible na ayusin ang sandali na kumikilos sa device. Maaaring matukoy ng exponent ng anggulo sa pagitan ng mga vector ang direksyon ng pag-ikot na kumikilos dito.
Dapat isaalang-alang na pinag-uusapan natin ang mga electrical degree (mas maliit sila kaysa sa geometric). Halimbawa, kunin natin ang isang pagkalkula ng isang brushless motor na may rotor, na mayroong 3 pares ng mga pole. Kung gayon ang pinakamainam na anggulo nito ay magiging 900/3=300. Ang mga pares na ito ay nagbibigay ng 6 na yugto ng switching windings, pagkatapos ay lumalabas na ang stator vector ay maaaring lumipat sa mga jumps ng 600. Mula dito makikita na ang tunay na anggulo sa pagitan ng mga vectors ay kinakailangang mag-iba mula 600 hanggang1200 simula sa pag-ikot ng rotor.
Ang valve motor, ang prinsipyo ng pagpapatakbo nito ay batay sa pag-ikot ng mga switching phase, dahil sa kung saan ang daloy ng paggulo ay pinapanatili ng isang medyo pare-pareho ang paggalaw ng armature, pagkatapos ng kanilang pakikipag-ugnayan ay magsimulang bumuo ng isang umiikot sandali. Nagmamadali siyang paikutin ang rotor sa paraang magkakasabay ang lahat ng paggulo at daloy ng armature. Ngunit sa panahon ng pagliko nito, ang sensor ay nagsisimulang lumipat sa mga windings, at ang daloy ay gumagalaw sa susunod na hakbang. Sa puntong ito, lilipat ang magreresultang vector, ngunit mananatiling ganap na nakatigil kaugnay ng rotor flux, na sa kalaunan ay lilikha ng shaft torque.
Mga Benepisyo
Paggamit ng brushless motor sa trabaho, mapapansin natin ang mga pakinabang nito:
- posibilidad ng paggamit ng malawak na hanay upang baguhin ang bilis;
- mataas na dynamics at performance;
- maximum na katumpakan ng pagpoposisyon;
- mababang gastos sa maintenance;
- maaaring maiugnay ang device sa mga bagay na hindi sumasabog;
- may kakayahang magtiis ng malalaking overload sa sandali ng pag-ikot;
- mataas na kahusayan, na higit sa 90%;
- may mga sliding electronic contact, na makabuluhang nagpapataas sa buhay ng trabaho at buhay ng serbisyo;
- walang overheating ng electric motor sa pangmatagalang operasyon.
Flaws
Sa kabila ng malaking bilang ng mga pakinabang, ang brushless na motor ay mayroon ding mga disadvantages sa pagpapatakbo:
- medyo kumplikadong kontrol ng motor;- medyoang mataas na presyo ng device dahil sa paggamit ng rotor sa disenyo nito, na may mamahaling permanenteng magnet.
Reluctance motor
Ang valve-reluctance motor ay isang device kung saan nagbibigay ng switching magnetic resistance. Sa loob nito, ang conversion ng enerhiya ay nangyayari dahil sa isang pagbabago sa inductance ng windings, na matatagpuan sa binibigkas na mga ngipin ng stator kapag gumagalaw ang may ngipin na magnetic rotor. Ang device ay tumatanggap ng kapangyarihan mula sa isang electric converter, na salit-salit na nagpapalit ng mga windings ng motor nang mahigpit ayon sa paggalaw ng rotor.
Ang switched reluctance motor ay isang kumplikadong kumplikadong sistema kung saan ang mga bahagi ng iba't ibang pisikal na kalikasan ay nagtutulungan. Ang matagumpay na disenyo ng mga naturang device ay nangangailangan ng malalim na kaalaman sa makina at mekanikal na disenyo, gayundin sa electronics, electromechanics at microprocessor na teknolohiya.
Ang modernong device ay gumaganap bilang isang de-koryenteng motor, na kumikilos kasabay ng isang electronic converter, na ginawa ng pinagsamang teknolohiya gamit ang isang microprocessor. Binibigyang-daan ka nitong magsagawa ng de-kalidad na kontrol ng engine na may pinakamahusay na pagganap sa pagpoproseso ng enerhiya.
Mga katangian ng makina
Ang mga naturang device ay may mataas na dynamics, mataas na overload na kapasidad at tumpak na pagpoposisyon. Dahil walang mga gumagalaw na bahagi,ang kanilang paggamit ay posible sa isang paputok na agresibong kapaligiran. Ang ganitong mga motor ay tinatawag ding brushless motors, ang kanilang pangunahing bentahe, kumpara sa mga kolektor ng motor, ay ang bilis, na nakasalalay sa supply boltahe ng loading torque. Gayundin, ang isa pang mahalagang katangian ay ang kawalan ng naa-bradable at rubbing na mga elemento na nagpapalipat-lipat ng mga contact, na nagpapataas ng mapagkukunan ng paggamit ng device.
BLDC motors
Lahat ng DC motor ay matatawag na brushless. Gumagana sila sa direktang kasalukuyang. Ang pagpupulong ng brush ay ibinigay para sa elektrikal na pagsasama-sama ng rotor at stator circuits. Ang ganoong bahagi ay ang pinaka-mahina at mahirap pangalagaan at ayusin.
Ang BLDC motor ay gumagana sa parehong prinsipyo gaya ng lahat ng magkasabay na device ng ganitong uri. Ito ay isang saradong sistema kabilang ang isang power semiconductor converter, isang rotor position sensor at isang coordinator.
AC AC motors
Nakukuha ng mga device na ito ang kanilang kapangyarihan mula sa mga AC mains. Ang bilis ng pag-ikot ng rotor at ang paggalaw ng unang harmonic ng magnetic force ng stator ay ganap na nag-tutugma. Ang subtype na ito ng mga makina ay maaaring gamitin sa matataas na kapangyarihan. Kasama sa pangkat na ito ang mga step at reactive valve device. Ang isang natatanging tampok ng mga stepping device ay ang discrete angular displacement ng rotor sa panahon ng operasyon nito. Ang power supply ng windings ay nabuo gamit ang mga bahagi ng semiconductor. Ang balbula motor ay kinokontrol ngsunud-sunod na pag-aalis ng rotor, na lumilikha ng paglipat ng kapangyarihan nito mula sa isang paikot-ikot patungo sa isa pa. Maaaring hatiin ang device na ito sa single-, three- at multi-phase, ang una ay maaaring maglaman ng panimulang paikot-ikot o phase-shifting circuit, gayundin ay manu-manong simulan.
Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang kasabay na motor
Ang valve synchronous na motor ay gumagana batay sa interaksyon ng mga magnetic field ng rotor at stator. Sa eskematiko, ang magnetic field sa panahon ng pag-ikot ay maaaring kinakatawan ng mga plus ng parehong magnet, na gumagalaw sa bilis ng stator magnetic field. Ang rotor field ay maaari ding ilarawan bilang isang permanenteng magnet na sabay-sabay na umiikot sa stator field. Sa kawalan ng isang panlabas na metalikang kuwintas na inilalapat sa baras ng aparato, ang mga palakol ay ganap na nag-tutugma. Ang kumikilos na puwersa ng pagkahumaling ay dumadaan sa buong axis ng mga pole at maaaring makabawi sa isa't isa. Ang anggulo sa pagitan ng mga ito ay nakatakda sa zero.
Kung ang braking torque ay inilapat sa machine shaft, ang rotor ay gumagalaw sa gilid nang may pagkaantala. Dahil dito, ang mga kaakit-akit na pwersa ay nahahati sa mga bahagi na nakadirekta sa kahabaan ng axis ng mga positibong tagapagpahiwatig at patayo sa axis ng mga pole. Kung ang isang panlabas na sandali ay inilapat, na lumilikha ng acceleration, iyon ay, nagsisimula itong kumilos sa direksyon ng pag-ikot ng baras, ang larawan ng pakikipag-ugnayan ng mga patlang ay ganap na magbabago sa kabaligtaran. Ang direksyon ng angular displacement ay nagsisimulang magbago sa kabaligtaran, at kaugnay nito, ang direksyon ng tangential forces ay nagbabago atelectromagnetic na sandali. Sa sitwasyong ito, ang makina ay nagiging isang preno, at ang aparato ay gumagana bilang isang generator, na nagko-convert ng mekanikal na enerhiya na ibinibigay sa baras sa elektrikal na enerhiya. Pagkatapos ay ire-redirect ito sa network na nagpapakain sa stator.
Kapag walang panlabas, salient-pole moment ay magsisimulang kumuha ng posisyon kung saan ang axis ng mga pole ng stator magnetic field ay mag-tutugma sa longitudinal. Ang pagkakalagay na ito ay tumutugma sa minimum na resistensya ng daloy sa stator.
Kung ang braking torque ay inilapat sa machine shaft, ang rotor ay lilihis, habang ang stator magnetic field ay magiging deformed, dahil ang daloy ay may posibilidad na magsara ng hindi bababa sa resistensya. Upang matukoy ito, kailangan ang mga linya ng puwersa, ang direksyon kung saan sa bawat isa sa mga punto ay tumutugma sa paggalaw ng puwersa, kaya ang pagbabago sa patlang ay hahantong sa paglitaw ng isang tangential na pakikipag-ugnayan.
Pagkatapos isaalang-alang ang lahat ng mga prosesong ito sa magkasabay na mga motor, matutukoy namin ang nagpapakitang prinsipyo ng reversibility ng iba't ibang makina, iyon ay, ang kakayahan ng anumang electrical apparatus na baguhin ang direksyon ng na-convert na enerhiya sa kabaligtaran.
Permanent magnet brushless motors
Ginagamit ang permanent magnet na motor para sa seryosong depensa at mga pang-industriyang aplikasyon, dahil ang naturang device ay may malaking power reserve at kahusayan.
Ang mga device na ito ay kadalasang ginagamit sa mga industriya kung saan medyo mababa ang konsumo ng kuryente atmaliliit na sukat. Maaari silang magkaroon ng iba't ibang sukat, nang walang mga paghihigpit sa teknolohiya. Kasabay nito, ang mga malalaking aparato ay hindi ganap na bago, ang mga ito ay madalas na ginawa ng mga kumpanya na nagsisikap na malampasan ang mga paghihirap sa ekonomiya na naglilimita sa saklaw ng mga aparatong ito. Mayroon silang sariling mga pakinabang, bukod sa kung saan ay mataas na kahusayan dahil sa pagkawala ng rotor at mataas na density ng kapangyarihan. Para makontrol ang mga brushless motor, kailangan mo ng variable frequency drive.
Ipinapakita ng pagsusuri sa cost-benefit na ang mga permanenteng magnet na device ay higit na kanais-nais kaysa sa iba pang mga alternatibong teknolohiya. Kadalasan ginagamit ang mga ito para sa mga industriyang may medyo mabigat na iskedyul para sa pagpapatakbo ng mga makinang pang-dagat, sa mga industriya ng militar at depensa at iba pang mga yunit, na ang bilang nito ay patuloy na tumataas.
Jet engine
Ang naka-switch na reluctance na motor ay gumagana gamit ang dalawang-phase na paikot-ikot na naka-install sa paligid ng magkatapat na mga poste ng stator. Ang power supply ay gumagalaw patungo sa rotor ayon sa mga pole. Kaya, ang kanyang pagsalungat ay ganap na nabawasan sa pinakamababa.
Ang Handmade DC motor ay nagbibigay ng mataas na mahusay na bilis ng pagmamaneho na may naka-optimize na magnetism para sa pag-reverse ng operasyon. Ang impormasyon tungkol sa lokasyon ng rotor ay ginagamit upang kontrolin ang mga phase ng supply ng boltahe, dahil ito ay pinakamainam upang makamit ang tuluy-tuloy at makinis na metalikang kuwintas.torque at mataas na kahusayan.
Ang mga signal na ginawa ng jet engine ay nakapatong sa angular unsaturated phase ng inductance. Ang minimum na pole resistance ay ganap na tumutugma sa maximum na inductance ng device.
Maaari lang makuha ang positibong sandali sa mga anggulo kapag positibo ang mga indicator. Sa mababang bilis, dapat na limitado ang kasalukuyang phase upang maprotektahan ang electronics mula sa mataas na volt-segundo. Ang mekanismo ng conversion ay maaaring ilarawan ng isang reaktibong linya ng enerhiya. Ang power sphere ay nagpapakilala sa kapangyarihan na na-convert sa mekanikal na enerhiya. Sa kaganapan ng isang biglaang pag-shutdown, ang labis o natitirang puwersa ay babalik sa stator. Ang pinakamababang tagapagpahiwatig ng impluwensya ng magnetic field sa pagganap ng device ay ang pangunahing pagkakaiba nito sa mga katulad na device.
