Për të zgjidhur problemet e kontrollit të sistemeve moderne të saktësisë, motori pa furça po përdoret gjithnjë e më shumë. Kjo karakterizohet nga avantazhi i madh i pajisjeve të tilla, si dhe nga formimi aktiv i aftësive llogaritëse të mikroelektronikës. Siç e dini, ata mund të ofrojnë densitet të lartë çift rrotullues të gjatë dhe efikasitet energjie në krahasim me llojet e tjera të motorëve.
Skematika e motorit pa furça
Motori përbëhet nga pjesët e mëposhtme:
1. Pjesa e pasme e kasës.
2. Stator.
3. Duke.
4. Disku magnetik (rotori).
5. Duke.
6. Stator i mbështjellë.7. Pjesa e përparme e kutisë.
Një motor pa furça ka një marrëdhënie midis mbështjelljes polifazore të statorit dhe rotorit. Ata kanë magnet të përhershëm dhe një sensor pozicioni të integruar. Ndërrimi i pajisjes zbatohet duke përdorur një konvertues valvulash, si rezultat i të cilit mori një emër të tillë.
Qarku i një motori pa furça përbëhet nga një mbulesë e pasme dhe një tabelë e qarkut të printuar me sensorë, një mëngë mbajtëse, një bosht dhekushinetë, magnet i rotorit, unazë izoluese, mbështjellje, susta Belleville, ndarës, sensor Hall, izolim, strehim dhe tela.
Në rastin e lidhjes së mbështjelljeve me një "yll", pajisja ka momente të mëdha konstante, kështu që ky montim përdoret për të kontrolluar boshtet. Në rastin e fiksimit të mbështjelljeve me një "trekëndësh", ato mund të përdoren për të punuar me shpejtësi të lartë. Më shpesh, numri i çifteve të poleve llogaritet nga numri i magneteve të rotorit, të cilët ndihmojnë në përcaktimin e raportit të rrotullimeve elektrike dhe mekanike.
Statori mund të bëhet me bërthamë pa hekur ose hekur. Duke përdorur modele të tilla me opsionin e parë, është e mundur të sigurohet që magnetët e rotorit të mos tërhiqen, por në të njëjtën çast, efikasiteti i motorit zvogëlohet me 20% për shkak të një rënie në vlerën e çift rrotullues konstant.
Nga diagrami mund të shihet se në stator rryma gjenerohet në mbështjellje, kurse në rotor krijohet me ndihmën e magnetëve të përhershëm me energji të lartë.
Simbolet: - VT1-VT7 - komunikues transistor; - A, B, C - fazat e mbështjelljes;
- M - çift rrotullimi i motorit;
- DR - sensori i pozicionit të rotorit; - U – rregullatori i tensionit të furnizimit të motorit;
- S (jug), N (veri) – drejtimi i magnetit;
- UZ – konverteri i frekuencës;
- BR – shpejtësia sensor;
- VD – diodë zener;
- L është një induktor.
Diagrami i motorit tregon se një nga avantazhet kryesore të një rotori në të cilin janë instaluar magnet të përhershëm është një reduktim në diametrin e tijdhe, rrjedhimisht, një reduktim në momentin e inercisë. Pajisjet e tilla mund të ndërtohen në vetë pajisjen ose të vendosen në sipërfaqen e saj. Një rënie e këtij treguesi shumë shpesh çon në vlera të vogla të bilancit të momentit të inercisë së vetë motorit dhe ngarkesës së sjellë në boshtin e tij, gjë që ndërlikon funksionimin e makinës. Për këtë arsye, prodhuesit mund të ofrojnë moment inercie standarde dhe 2-4 herë më të lartë.
Parimet e punës
Sot, motori pa furça po bëhet shumë i popullarizuar, parimi i funksionimit të të cilit bazohet në faktin se kontrolluesi i pajisjes fillon të ndërrojë mbështjelljet e statorit. Për shkak të kësaj, vektori i fushës magnetike mbetet gjithmonë i zhvendosur nga një kënd që i afrohet 900 (-900) në raport me rotorin. Kontrolluesi është projektuar për të kontrolluar rrymën që lëviz nëpër mbështjelljet e motorit, duke përfshirë madhësinë e fushës magnetike të statorit. Prandaj, është e mundur të rregulloni momentin që vepron në pajisje. Një eksponent i këndit ndërmjet vektorëve mund të përcaktojë drejtimin e rrotullimit që vepron mbi të.
Duhet të merret parasysh se po flasim për shkallë elektrike (janë shumë më të vogla se ato gjeometrike). Për shembull, le të marrim një llogaritje të një motori pa furça me një rotor, i cili ka 3 palë pole. Atëherë këndi optimal i tij do të jetë 900/3=300. Këto çifte parashikojnë 6 faza të mbështjelljeve ndërruese, pastaj rezulton se vektori i statorit mund të lëvizë në kërcime prej 600. Nga kjo mund të shihet se këndi real midis vektorëve do të ndryshojë domosdoshmërisht nga 600 në1200 duke filluar nga rrotullimi i rotorit.
Motori i valvulës, parimi i funksionimit të të cilit bazohet në rrotullimin e fazave të kalimit, për shkak të të cilit rrjedha e ngacmimit mbahet nga një lëvizje relativisht konstante e armaturës, pasi ndërveprimi i tyre fillon të formojë një rrotullim. moment. Ai nxiton të kthejë rotorin në atë mënyrë që të gjitha rrjedhat e ngacmimit dhe armaturës të përkojnë së bashku. Por gjatë kthesës së tij, sensori fillon të ndërrojë mbështjelljet dhe rrjedha kalon në hapin tjetër. Në këtë pikë, vektori që rezulton do të lëvizë, por do të mbetet plotësisht i palëvizshëm në lidhje me fluksin e rotorit, i cili përfundimisht do të krijojë një çift rrotullues boshti.
Përfitimet
Duke përdorur një motor pa furça në punë, mund të vërejmë avantazhet e tij:
- mundësia e përdorimit të një game të gjerë për të modifikuar shpejtësinë;
- dinamikë dhe performancë e lartë;
- saktësia maksimale e pozicionimit;
- kosto të ulëta mirëmbajtjeje;
- pajisja mund t'i atribuohet objekteve rezistente ndaj shpërthimit;
- ka aftësinë për të duruar mbingarkesa të mëdha në momentin e rrotullimit;
- efikasitet i lartë, që është më shumë se 90%;
- ka kontakte elektronike rrëshqitëse, të cilat rrisin ndjeshëm jetën e punës dhe jetën e shërbimit;
- nuk ka mbinxehje të motorit elektrik gjatë funksionimit afatgjatë.
Difekte
Megjithë numrin e madh të avantazheve, motori pa furça ka gjithashtu disavantazhe në funksionim:
- kontroll mjaft i komplikuar i motorit;- relativishtçmimi i lartë i pajisjes për shkak të përdorimit të një rotori në dizajnin e tij, i cili ka magnet të shtrenjtë të përhershëm.
Motor i ngurrimit
Motori i ngurrimit të valvulave është një pajisje në të cilën sigurohet një rezistencë magnetike komutuese. Në të, shndërrimi i energjisë ndodh për shkak të një ndryshimi në induktivitetin e mbështjelljeve, të cilat ndodhen në dhëmbët e theksuar të statorit kur lëviz rotori magnetik i dhëmbëzuar. Pajisja merr energji nga një konvertues elektrik, i cili ndërron në mënyrë alternative mbështjelljet e motorit në rreptësi sipas lëvizjes së rotorit.
Motori i ngurtësimit të ndërruar është një sistem kompleks kompleks në të cilin komponentë të natyrës së ndryshme fizike punojnë së bashku. Dizajni i suksesshëm i pajisjeve të tilla kërkon njohuri të thelluara të dizajnit të makinës dhe mekanikës, si dhe elektronikës, elektromekanikës dhe teknologjisë së mikroprocesorit.
Pajisja moderne vepron si një motor elektrik, duke vepruar së bashku me një konvertues elektronik, i cili prodhohet nga teknologjia e integruar duke përdorur një mikroprocesor. Kjo ju lejon të kryeni kontrollin e motorit me cilësi të lartë me performancën më të mirë në përpunimin e energjisë.
Veçoritë e motorit
Pajisje të tilla kanë dinamikë të lartë, kapacitet të lartë mbingarkesë dhe pozicionim të saktë. Meqenëse nuk ka pjesë të lëvizshme,përdorimi i tyre është i mundur në një mjedis agresiv shpërthyes. Motorë të tillë quhen edhe motorë pa furça, avantazhi i tyre kryesor, në krahasim me motorët kolektorë, është shpejtësia, e cila varet nga tensioni i furnizimit të çift rrotullues ngarkues. Gjithashtu, një veçori tjetër e rëndësishme është mungesa e elementëve të gërryer dhe fërkues që ndërrojnë kontaktet, gjë që rrit burimin e përdorimit të pajisjes.
Motoret BLDC
Të gjithë motorët DC mund të quhen pa furça. Ata funksionojnë me rrymë të drejtpërdrejtë. Asambleja e furçës sigurohet për kombinimin elektrik të qarqeve të rotorit dhe statorit. Një pjesë e tillë është më e cenueshme dhe mjaft e vështirë për tu mirëmbajtur dhe riparuar.
Motori BLDC funksionon në të njëjtin parim si të gjitha pajisjet sinkrone të këtij lloji. Është një sistem i mbyllur që përfshin një konvertues gjysmëpërçues të energjisë, një sensor të pozicionit të rotorit dhe një koordinator.
Motoret AC
Këto pajisje e marrin energjinë e tyre nga rrjeti AC. Shpejtësia e rrotullimit të rotorit dhe lëvizja e harmonikës së parë të forcës magnetike të statorit përkojnë plotësisht. Ky nënlloj i motorëve mund të përdoret me fuqi të larta. Ky grup përfshin pajisjet e valvulave hapësore dhe reaktive. Një tipar dallues i pajisjeve hapëse është zhvendosja këndore diskrete e rotorit gjatë funksionimit të tij. Furnizimi me energji elektrike i mbështjelljeve formohet duke përdorur përbërës gjysmëpërçues. Motori i valvulës kontrollohet ngazhvendosja sekuenciale e rotorit, e cila krijon kalimin e fuqisë së tij nga një dredha-dredha në tjetrën. Kjo pajisje mund të ndahet në një, tre dhe shumëfazore, e para prej të cilave mund të përmbajë një dredha-dredha fillestare ose një qark të zhvendosjes së fazës, si dhe të fillojë me dorë.
Parimi i funksionimit të një motori sinkron
Motori sinkron i valvulave funksionon në bazë të ndërveprimit të fushave magnetike të rotorit dhe statorit. Skematikisht, fusha magnetike gjatë rrotullimit mund të përfaqësohet nga pluset e të njëjtëve magnet, të cilët lëvizin me shpejtësinë e fushës magnetike të statorit. Fusha e rotorit mund të përshkruhet gjithashtu si një magnet i përhershëm që rrotullohet në mënyrë sinkrone me fushën e statorit. Në mungesë të një çift rrotullues të jashtëm që aplikohet në boshtin e aparatit, akset përkojnë plotësisht. Forcat vepruese të tërheqjes kalojnë përgjatë gjithë boshtit të poleve dhe mund të kompensojnë njëra-tjetrën. Këndi ndërmjet tyre është vendosur në zero.
Nëse çift rrotullimi i frenimit zbatohet në boshtin e makinës, rotori lëviz anash me vonesë. Për shkak të kësaj, forcat tërheqëse ndahen në komponentë që drejtohen përgjatë boshtit të treguesve pozitivë dhe pingul me boshtin e poleve. Nëse aplikohet një moment i jashtëm, i cili krijon nxitim, domethënë fillon të veprojë në drejtim të rrotullimit të boshtit, fotografia e bashkëveprimit të fushave do të ndryshojë plotësisht në të kundërtën. Drejtimi i zhvendosjes këndore fillon të shndërrohet në të kundërt, dhe në lidhje me këtë, drejtimi i forcave tangjenciale ndryshon dhemoment elektromagnetik. Në këtë skenar, motori bëhet një frenues dhe pajisja funksionon si një gjenerator, i cili konverton energjinë mekanike të furnizuar në bosht në energji elektrike. Më pas ai ridrejtohet në rrjetin që ushqen statorin.
Kur nuk ka moment të jashtëm, të poleve të spikatura do të fillojë të marrë një pozicion në të cilin boshti i poleve të fushës magnetike të statorit do të përkojë me atë gjatësor. Kjo vendosje do të korrespondojë me rezistencën minimale të rrjedhës në stator.
Nëse çift rrotullimi i frenimit zbatohet në boshtin e makinës, rotori do të devijojë, ndërsa fusha magnetike e statorit do të deformohet, pasi rrjedha tenton të mbyllet me rezistencën më të vogël. Për ta përcaktuar atë, nevojiten linja force, drejtimi i të cilave në secilën nga pikat do të korrespondojë me lëvizjen e forcës, kështu që një ndryshim në fushë do të çojë në shfaqjen e një ndërveprimi tangjencial.
Duke marrë parasysh të gjitha këto procese në motorët sinkron, ne mund të identifikojmë parimin demonstrues të kthyeshmërisë së makinave të ndryshme, domethënë aftësinë e çdo aparati elektrik për të ndryshuar drejtimin e energjisë së konvertuar në të kundërtën.
Motoret me magnet të përhershëm pa furça
Motori me magnet të përhershëm përdoret për mbrojtje serioze dhe aplikime industriale, pasi një pajisje e tillë ka një rezervë të madhe fuqie dhe efikasitet.
Këto pajisje përdoren më shpesh në industri ku konsumi relativisht i ulët i energjisë dhedimensione të vogla. Ato mund të kenë dimensione të ndryshme, pa kufizime teknologjike. Në të njëjtën kohë, pajisjet e mëdha nuk janë plotësisht të reja, ato prodhohen më shpesh nga kompani që po përpiqen të kapërcejnë vështirësitë ekonomike që kufizojnë gamën e këtyre pajisjeve. Ata kanë avantazhet e tyre, ndër të cilat është efikasiteti i lartë për shkak të humbjeve të rotorit dhe densitetit të lartë të fuqisë. Për të kontrolluar motorët pa furça, ju nevojitet një makinë me frekuencë të ndryshueshme.
Një analizë kosto-përfitim tregon se pajisjet me magnet të përhershëm janë shumë më të preferueshme se teknologjitë e tjera alternative. Më shpesh ato përdoren për industri me një orar mjaft të rëndë për funksionimin e motorëve detarë, në industritë ushtarake dhe të mbrojtjes dhe njësitë e tjera, numri i të cilave po rritet vazhdimisht.
Motor jet
Motori i ngurtësimit me ndërprerje funksionon duke përdorur mbështjellje dyfazore që janë instaluar rreth poleve diametralisht të kundërta të statorit. Furnizimi me energji elektrike lëviz drejt rotorit sipas poleve. Kështu, kundërshtimi i tij reduktohet plotësisht në minimum.
Motori DC i punuar me dorë siguron shpejtësi të lartë efikase të drejtimit me magnetizëm të optimizuar për funksionimin mbrapsht. Informacioni rreth vendndodhjes së rotorit përdoret për të kontrolluar fazat e furnizimit me tension, pasi kjo është optimale për të arritur çift rrotullues të vazhdueshëm dhe të qetë.çift rrotullues dhe efikasitet të lartë.
Sinjalet e prodhuara nga motori reaktiv mbivendosen në fazën këndore të pangopur të induktivitetit. Rezistenca minimale e polit korrespondon plotësisht me induktivitetin maksimal të pajisjes.
Një moment pozitiv mund të merret vetëm në kënde kur treguesit janë pozitivë. Në shpejtësi të ulëta, rryma e fazës duhet domosdoshmërisht të jetë e kufizuar për të mbrojtur elektronikën nga volt-sekonda të larta. Mekanizmi i konvertimit mund të ilustrohet nga një linjë energjie reaktive. Sfera e fuqisë karakterizon fuqinë që shndërrohet në energji mekanike. Në rast të një mbylljeje të papritur, forca e tepërt ose e mbetur kthehet në stator. Treguesit minimalë të ndikimit të fushës magnetike në performancën e pajisjes janë ndryshimi kryesor i saj nga pajisjet e ngjashme.
