For at løse problemerne med at styre moderne præcisionssystemer, bliver den børsteløse motor i stigende grad brugt. Dette er kendetegnet ved den store fordel ved sådanne enheder såvel som den aktive dannelse af mikroelektronikkens beregningsevner. Som du ved, kan de give en høj, lang drejningsmomenttæthed og energieffektivitet sammenlignet med andre typer motorer.
Skematisk af den børsteløse motor
Motoren består af følgende dele:
1. Bagsiden af etuiet.
2. Stator.
3. Leje.
4. Magnetisk skive (rotor).
5. Leje.
6. Oprullet stator.7. Forsiden af sagen.
En børsteløs motor har et forhold mellem statorens og rotorens flerfasevikling. De har permanente magneter og en indbygget positionssensor. Skiftet af enheden er implementeret ved hjælp af en ventilkonverter, som et resultat af hvilket den modtog et sådant navn.
Kredsløbet for en børsteløs motor består af et bagdæksel og et printkort af sensorer, en lejebøsning, en aksel ogleje, rotormagneter, isoleringsring, vikling, Belleville fjeder, spacer, Hall sensor, isolering, hus og ledninger.
I tilfælde af at viklingerne forbindes med en "stjerne", har enheden store konstante momenter, så denne samling bruges til at styre akserne. I tilfælde af fastgørelse af viklingerne med en "trekant" kan de bruges til at arbejde ved høje hastigheder. Oftest beregnes antallet af polpar ud fra antallet af rotormagneter, som hjælper med at bestemme forholdet mellem elektriske og mekaniske omdrejninger.
Statoren kan laves med jernfri eller jernkerne. Ved at bruge sådanne designs med den første mulighed er det muligt at sikre, at rotormagneterne ikke tiltrækkes, men på samme tidspunkt reduceres motorens effektivitet med 20% på grund af et fald i værdien af det konstante drejningsmoment.
Af diagrammet kan det ses, at der i statoren genereres strøm i viklingerne, og i rotoren skabes den ved hjælp af højenergi permanente magneter.
Symboler: - VT1-VT7 - transistorkommunikatorer; - A, B, C – viklingsfaser;
- M – motormoment;
- DR – rotorpositionssensor; - U – motorforsyningsspændingsregulator;
- S (syd), N (nord) – magnetretning;
- UZ – frekvensomformer;
- BR – hastighed sensor;
- VD – zenerdiode;
- L er en induktor.
Motordiagrammet viser, at en af de vigtigste fordele ved en rotor, hvori der er installeret permanente magneter, er en reduktion i dens diameterog følgelig en reduktion i inertimomentet. Sådanne enheder kan indbygges i selve enheden eller placeres på dens overflade. Et fald i denne indikator fører meget ofte til små værdier af balancen mellem inertimomentet for selve motoren og belastningen bragt til dens aksel, hvilket komplicerer driften af drevet. Af denne grund kan producenter tilbyde standard og 2-4 gange højere inertimoment.
Arbejdsprincipper
I dag er den børsteløse motor ved at blive meget populær, hvis funktionsprincip er baseret på det faktum, at enhedscontrolleren begynder at skifte statorviklingerne. På grund af dette forbliver magnetfeltvektoren altid forskudt med en vinkel, der nærmer sig 900 (-900) i forhold til rotoren. Controlleren er designet til at styre den strøm, der bevæger sig gennem motorviklingerne, inklusive størrelsen af statormagnetfeltet. Derfor er det muligt at justere det øjeblik, der virker på enheden. En eksponent for vinklen mellem vektorer kan bestemme den rotationsretning, der virker på den.
Det skal tages i betragtning, at vi taler om elektriske grader (de er meget mindre end geometriske). Lad os for eksempel tage en beregning af en børsteløs motor med en rotor, som har 3 par stænger. Så vil dens optimale vinkel være 900/3=300. Disse par sørger for 6 faser af koblingsviklingerne, så viser det sig, at statorvektoren kan bevæge sig i spring på 600. Heraf kan det ses, at den reelle vinkel mellem vektorerne nødvendigvis vil variere fra 600 til1200 fra rotorrotation.
Ventilmotoren, hvis funktionsprincip er baseret på omskiftningsfasernes rotation, på grund af hvilken excitationsstrømmen opretholdes af en relativt konstant bevægelse af ankeret, efter at deres interaktion begynder at danne en roterende øjeblik. Han skynder sig at dreje rotoren på en sådan måde, at alle excitations- og armaturstrømmene falder sammen. Men under sin tur begynder sensoren at skifte viklingerne, og flowet går videre til næste trin. På dette tidspunkt vil den resulterende vektor bevæge sig, men forblive fuldstændig stationær i forhold til rotorfluxen, hvilket til sidst vil skabe et akselmoment.
Benefits
Ved at bruge en børsteløs motor i arbejdet kan vi bemærke dens fordele:
- mulighed for at bruge et bredt område til at ændre hastigheden;
- høj dynamik og ydeevne;
- maksimal positioneringsnøjagtighed;
- lave vedligeholdelsesomkostninger;
- enheden kan tilskrives eksplosionssikre genstande;
- har evnen til at udholde store overbelastninger i rotationsøjeblikket;
- høj effektivitet, som er mere end 90 %;
- der er glidende elektroniske kontakter, som øger levetiden og levetiden markant;
- ingen overophedning af elmotoren under langtidsdrift.
Flaws
På trods af det store antal fordele har den børsteløse motor også ulemper i drift:
- ret kompliceret motorstyring;- relativtden høje pris på enheden på grund af brugen af en rotor i dens design, som har dyre permanente magneter.
Reluctance motor
Ventil-reluktansmotoren er en enhed, hvori der er tilvejebragt en omskiftelig magnetisk modstand. I den sker energiomdannelse på grund af en ændring i induktansen af viklingerne, som er placeret på de udt alte statortænder, når den tandede magnetiske rotor bevæger sig. Enheden modtager strøm fra en elektrisk konverter, som skiftevis omskifter motorviklingerne strengt i henhold til rotorens bevægelse.
Den omkoblede reluktansmotor er et komplekst system, hvor komponenter af forskellig fysisk natur arbejder sammen. Et vellykket design af sådanne enheder kræver indgående kendskab til maskin- og mekanisk design samt elektronik, elektromekanik og mikroprocessorteknologi.
Moderne enhed fungerer som en elektrisk motor, der fungerer sammen med en elektronisk konverter, som er fremstillet ved hjælp af integreret teknologi ved hjælp af en mikroprocessor. Det giver dig mulighed for at udføre motorstyring af høj kvalitet med den bedste ydeevne inden for energibehandling.
Motoregenskaber
Sådanne enheder har høj dynamik, høj overbelastningskapacitet og præcis positionering. Da der ikke er nogen bevægelige dele,deres anvendelse er mulig i et eksplosivt aggressivt miljø. Sådanne motorer kaldes også børsteløse motorer, deres største fordel sammenlignet med kollektormotorer er hastigheden, som afhænger af forsyningsspændingen af belastningsmomentet. En anden vigtig egenskab er også fraværet af slibbare og gnidende elementer, der skifter kontakter, hvilket øger ressourcen til at bruge enheden.
BLDC-motorer
Alle DC-motorer kan kaldes børsteløse. De fungerer på jævnstrøm. Børstesamlingen er tilvejebragt til elektrisk at kombinere rotor- og statorkredsløbene. Sådan en del er den mest sårbare og ret svær at vedligeholde og reparere.
BLDC-motoren fungerer efter samme princip som alle synkrone enheder af denne type. Det er et lukket system, der inkluderer en effekthalvlederkonverter, en rotorpositionssensor og en koordinator.
AC AC-motorer
Disse enheder får deres strøm fra lysnettet. Rotorens rotationshastighed og bevægelsen af den første harmoniske af statorens magnetiske kraft falder fuldstændig sammen. Denne undertype af motorer kan bruges ved høje kræfter. Denne gruppe omfatter trin- og reaktive ventilanordninger. Et karakteristisk træk ved trinanordninger er den diskrete vinkelforskydning af rotoren under dens drift. Strømforsyningen til viklingerne er dannet ved hjælp af halvlederkomponenter. Ventilmotoren styres afsekventiel forskydning af rotoren, hvilket skaber skiftet af dens kraft fra en vikling til en anden. Denne enhed kan opdeles i en-, tre- og flerfaset, hvoraf den første kan indeholde en startvikling eller et faseskiftende kredsløb, samt startes manuelt.
Princippet for drift af en synkronmotor
Ventilens synkronmotor fungerer på basis af samspillet mellem rotorens og statorens magnetiske felter. Skematisk kan magnetfeltet under rotation repræsenteres af plusserne ved de samme magneter, som bevæger sig med hastigheden af statormagnetfeltet. Rotorfeltet kan også afbildes som en permanent magnet, der roterer synkront med statorfeltet. I mangel af et eksternt drejningsmoment, der påføres apparatets aksel, falder akserne fuldstændigt sammen. De virkende tiltrækningskræfter passerer langs hele polernes akse og kan kompensere hinanden. Vinklen mellem dem er sat til nul.
Hvis bremsemomentet påføres maskinakslen, bevæger rotoren sig til siden med en forsinkelse. På grund af dette er tiltrækningskræfterne opdelt i komponenter, der er rettet langs aksen af positive indikatorer og vinkelret på polernes akse. Hvis der påføres et eksternt moment, som skaber acceleration, det vil sige, at det begynder at virke i akslens rotationsretning, vil billedet af samspillet mellem felter helt ændre sig til det modsatte. Vinkelforskydningens retning begynder at forvandle sig til det modsatte, og i forbindelse hermed ændres retningen af tangentialkræfterne ogelektromagnetisk moment. I dette scenarie bliver motoren en bremse, og enheden fungerer som en generator, der omdanner den mekaniske energi, der leveres til akslen, til elektrisk energi. Derefter omdirigeres den til netværket, der forsyner statoren.
Når der ikke er noget eksternt, vil fremtrædende polmoment begynde at indtage en position, hvor aksen for polerne i statormagnetfeltet vil falde sammen med den langsgående. Denne placering vil svare til den minimale strømningsmodstand i statoren.
Hvis bremsemomentet påføres maskinakslen, vil rotoren afvige, mens statorens magnetfelt vil blive deformeret, da flowet har en tendens til at lukke ved mindste modstand. For at bestemme den er der brug for kraftlinjer, hvis retning i hvert af punkterne vil svare til kraftens bevægelse, så en ændring i feltet vil føre til fremkomsten af en tangentiel vekselvirkning.
Efter at have overvejet alle disse processer i synkronmotorer, kan vi identificere det demonstrative princip om reversibiliteten af forskellige maskiner, det vil sige ethvert elektrisk apparats evne til at ændre retningen af den konverterede energi til det modsatte.
Permanent magnet børsteløse motorer
Permanentmagnetmotoren bruges til seriøse forsvars- og industrielle applikationer, da sådan en enhed har en stor strømreserve og effektivitet.
Disse enheder bruges oftest i industrier, hvor et relativt lavt strømforbrug ogsmå dimensioner. De kan have en række forskellige dimensioner uden teknologiske begrænsninger. Samtidig er store enheder ikke helt nye, de produceres oftest af virksomheder, der forsøger at overvinde de økonomiske vanskeligheder, der begrænser rækkevidden af disse enheder. De har deres egne fordele, blandt hvilke er høj effektivitet på grund af rotortab og høj effekttæthed. For at styre børsteløse motorer har du brug for en variabel frekvensomformer.
En cost-benefit-analyse viser, at permanentmagnetenheder er meget mere at foretrække end andre alternative teknologier. Oftest bruges de til industrier med en ret tung tidsplan for drift af marinemotorer, i militær- og forsvarsindustrien og andre enheder, hvis antal er konstant stigende.
Jetmotor
Den omkoblede reluktansmotor fungerer ved hjælp af tofaset viklinger, der er installeret omkring diametr alt modsatte statorpoler. Strømforsyningen bevæger sig mod rotoren i henhold til polerne. Dermed er hans modstand fuldstændig reduceret til et minimum.
Håndlavet DC-motor giver høj effektiv kørehastighed med optimeret magnetisme til reversering. Oplysninger om rotorens placering bruges til at styre faserne af spændingsforsyningen, da dette er optim alt for at opnå et kontinuerligt og jævnt moment.drejningsmoment og høj effektivitet.
De signaler, der produceres af jetmotoren, er overlejret på den vinkelumættede fase af induktansen. Den mindste polmodstand svarer fuldt ud til enhedens maksimale induktans.
Et positivt øjeblik kan kun opnås ved vinkler, når indikatorerne er positive. Ved lave hastigheder skal fasestrømmen nødvendigvis begrænses for at beskytte elektronikken mod høje volt-sekunder. Konverteringsmekanismen kan illustreres ved en reaktiv energilinje. Kraftkuglen karakteriserer den kraft, der omdannes til mekanisk energi. I tilfælde af en pludselig nedlukning vender overskydende eller resterende kraft tilbage til statoren. Minimumsindikatorerne for magnetfeltets indflydelse på enhedens ydeevne er dens væsentligste forskel fra lignende enheder.
