Om de problemen van het besturen van moderne precisiesystemen op te lossen, wordt steeds vaker de borstelloze motor gebruikt. Dit wordt gekenmerkt door het grote voordeel van dergelijke apparaten, evenals de actieve vorming van de rekencapaciteiten van micro-elektronica. Zoals u weet, kunnen ze een hoge lange koppeldichtheid en energie-efficiëntie bieden in vergelijking met andere soorten motoren.
Schema van de borstelloze motor
De motor bestaat uit de volgende onderdelen:
1. Achterkant van de behuizing.
2. Stator.
3. Lager.
4. Magnetische schijf (rotor).
5. Lager.
6. Opgerolde stator.7. Voorkant van de behuizing.
Een borstelloze motor heeft een relatie tussen de meerfasewikkeling van de stator en rotor. Ze hebben permanente magneten en een ingebouwde positiesensor. Het schakelen van het apparaat gebeurt met behulp van een klepconverter, waardoor het een dergelijke naam heeft gekregen.
Het circuit van een borstelloze motor bestaat uit een achterdeksel en een printplaat van sensoren, een lagerbus, een as en delager, rotormagneten, isolatiering, wikkeling, Belleville-veer, afstandhouder, Hall-sensor, isolatie, behuizing en draden.
In het geval van het verbinden van de wikkelingen met een "ster", heeft het apparaat grote constante momenten, dus dit samenstel wordt gebruikt om de assen te besturen. In het geval van bevestiging van de windingen met een "driehoek", kunnen ze worden gebruikt om met hoge snelheden te werken. Meestal wordt het aantal poolparen berekend door het aantal rotormagneten, die helpen bij het bepalen van de verhouding tussen elektrische en mechanische omwentelingen.
De stator kan worden gemaakt met een ijzervrije of ijzeren kern. Door dergelijke ontwerpen met de eerste optie te gebruiken, is het mogelijk om ervoor te zorgen dat de rotormagneten niet worden aangetrokken, maar tegelijkertijd wordt het rendement van de motor met 20% verminderd door een afname van de waarde van het constante koppel.
Uit het diagram is te zien dat in de stator stroom wordt gegenereerd in de wikkelingen, en in de rotor wordt deze gemaakt met behulp van hoogenergetische permanente magneten.
Symbolen: - VT1-VT7 - transistorcommunicatoren; - A, B, C – wikkelfasen;
- M – motorkoppel;
- DR – rotorpositiesensor; - U – motorvoedingsspanningsregelaar;
- S (zuid), N (noord) – magneetrichting;
- UZ – frequentieomvormer;
- BR – snelheid sensor;
- VD – zenerdiode;
- L is een inductor.
Het motordiagram laat zien dat een van de belangrijkste voordelen van een rotor waarin permanente magneten zijn geïnstalleerd, een verkleining van de diameter isen bijgevolg een vermindering van het traagheidsmoment. Dergelijke apparaten kunnen in het apparaat zelf worden ingebouwd of op het oppervlak ervan worden geplaatst. Een afname van deze indicator leidt heel vaak tot kleine waarden van de balans van het traagheidsmoment van de motor zelf en de belasting die op de as wordt gebracht, wat de werking van de aandrijving bemoeilijkt. Om deze reden kunnen fabrikanten een standaard en 2-4 keer hoger traagheidsmoment aanbieden.
Werkingsprincipes
Tegenwoordig wordt de borstelloze motor erg populair, waarvan het werkingsprincipe is gebaseerd op het feit dat de apparaatcontroller de statorwikkelingen begint te schakelen. Hierdoor blijft de magnetische veldvector altijd verschoven over een hoek die 900 (-900) benadert ten opzichte van de rotor. De controller is ontworpen om de stroom te regelen die door de motorwikkelingen gaat, inclusief de grootte van het magnetische veld van de stator. Daarom is het mogelijk om het moment dat op het apparaat inwerkt aan te passen. Een exponent van de hoek tussen vectoren kan de draairichting bepalen die erop inwerkt.
Er moet rekening mee worden gehouden dat we het hebben over elektrische graden (ze zijn veel kleiner dan geometrische). Laten we bijvoorbeeld een berekening maken van een borstelloze motor met een rotor, die 3 paar polen heeft. Dan is de optimale hoek 900/3=300. Deze paren zorgen voor 6 fasen van de schakelwikkelingen, dan blijkt dat de statorvector in sprongen van 600 kan bewegen. Hieruit blijkt dat de reële hoek tussen de vectoren noodzakelijkerwijs zal variëren van 600 tot1200 vanaf rotorrotatie.
De klepmotor, waarvan het werkingsprincipe is gebaseerd op de rotatie van de schakelfasen, waardoor de excitatiestroom wordt gehandhaafd door een relatief constante beweging van het anker, nadat hun interactie een roterende begint te vormen moment. Hij haast zich om de rotor zo te draaien dat alle excitatie- en ankerstromen samenvallen. Maar tijdens zijn beurt begint de sensor de wikkelingen te wisselen en gaat de stroom naar de volgende stap. Op dit punt zal de resulterende vector bewegen, maar volledig stationair blijven ten opzichte van de rotorflux, wat uiteindelijk een askoppel zal creëren.
Voordelen
Als we een borstelloze motor gebruiken, kunnen we de voordelen ervan opmerken:
- mogelijkheid om een groot bereik te gebruiken om de snelheid aan te passen;
- hoge dynamiek en prestaties;
- maximale positioneringsnauwkeurigheid;
- lage onderhoudskosten;
- het apparaat kan worden toegeschreven aan explosieveilige objecten;
- heeft het vermogen om grote overbelastingen te doorstaan op het moment van rotatie;
- hoog rendement, dat is meer dan 90%;
- er zijn glijdende elektronische contacten, die de levensduur en levensduur aanzienlijk verlengen;
- geen oververhitting van de elektromotor tijdens langdurig gebruik.
Flaws
Ondanks het enorme aantal voordelen heeft de borstelloze motor ook nadelen in gebruik:
- nogal gecompliceerde motorbesturing;- relatiefde hoge prijs van het apparaat vanwege het gebruik van een rotor in het ontwerp, die dure permanente magneten heeft.
Reluctantiemotor
De klepreluctantiemotor is een apparaat waarin een magnetische schakelweerstand is voorzien. Daarin vindt energieomzetting plaats als gevolg van een verandering in de inductantie van de wikkelingen, die zich op de uitgesproken statortanden bevinden wanneer de getande magnetische rotor beweegt. Het apparaat krijgt stroom van een elektrische omvormer, die afwisselend de motorwikkelingen strikt volgens de beweging van de rotor schakelt.
De geschakelde reluctantiemotor is een complex complex systeem waarin componenten van verschillende fysieke aard samenwerken. Een succesvol ontwerp van dergelijke apparaten vereist diepgaande kennis van machine- en mechanisch ontwerp, evenals van elektronica, elektromechanica en microprocessortechnologie.
Modern apparaat werkt als een elektromotor en werkt samen met een elektronische omzetter, die is vervaardigd door geïntegreerde technologie met behulp van een microprocessor. Hiermee kunt u hoogwaardige motorbesturing uitvoeren met de beste prestaties op het gebied van energieverwerking.
Motoreigenschappen
Dergelijke apparaten hebben een hoge dynamiek, een hoge overbelastingscapaciteit en nauwkeurige positionering. Omdat er geen bewegende delen zijn,het gebruik ervan is mogelijk in een explosief-agressieve omgeving. Dergelijke motoren worden ook borstelloze motoren genoemd, hun belangrijkste voordeel ten opzichte van collectormotoren is de snelheid, die afhankelijk is van de voedingsspanning van het laadkoppel. Een andere belangrijke eigenschap is ook de afwezigheid van afslijtbare en wrijvende elementen die contacten verwisselen, wat het gebruik van het apparaat vergroot.
BLDC-motoren
Alle DC-motoren kunnen borstelloos worden genoemd. Ze werken op gelijkstroom. Het borstelsamenstel is bedoeld voor het elektrisch combineren van de rotor- en statorcircuits. Zo'n onderdeel is het meest kwetsbaar en nogal moeilijk te onderhouden en te repareren.
De BLDC-motor werkt volgens hetzelfde principe als alle synchrone apparaten van dit type. Het is een gesloten systeem met een vermogenshalfgeleideromzetter, een rotorpositiesensor en een coördinator.
AC AC-motoren
Deze apparaten halen hun stroom uit het lichtnet. De rotatiesnelheid van de rotor en de beweging van de eerste harmonische van de magnetische kracht van de stator vallen volledig samen. Dit subtype van motoren kan worden gebruikt bij hoge vermogens. Deze groep omvat stap- en reactieve klepapparaten. Een onderscheidend kenmerk van stapinrichtingen is de discrete hoekverplaatsing van de rotor tijdens zijn werking. De voeding van de wikkelingen wordt gevormd met behulp van halfgeleidercomponenten. De klepmotor wordt aangestuurd door:sequentiële verplaatsing van de rotor, waardoor het vermogen van de ene wikkeling naar de andere wordt geschakeld. Dit apparaat kan worden onderverdeeld in enkelfasig, driefasig en meerfasig, waarvan de eerste een startwikkeling of een faseverschuivingscircuit kan bevatten, en ook handmatig kan worden gestart.
Het werkingsprincipe van een synchrone motor
De klepsynchrone motor werkt op basis van de interactie van de magnetische velden van de rotor en stator. Schematisch kan het magnetische veld tijdens rotatie worden weergegeven door de plussen van dezelfde magneten, die bewegen met de snelheid van het magnetische veld van de stator. Het rotorveld kan ook worden weergegeven als een permanente magneet die synchroon draait met het statorveld. Bij afwezigheid van een extern koppel dat op de as van het apparaat wordt uitgeoefend, vallen de assen volledig samen. De werkende aantrekkingskrachten gaan langs de gehele as van de polen en kunnen elkaar compenseren. De hoek tussen hen is ingesteld op nul.
Als het remkoppel op de machine-as wordt uitgeoefend, beweegt de rotor met vertraging naar de zijkant. Hierdoor zijn de aantrekkingskrachten verdeeld in componenten die zijn gericht langs de as van positieve indicatoren en loodrecht op de as van de polen. Als een extern moment wordt toegepast, dat versnelling creëert, dat wil zeggen, het begint te werken in de draairichting van de as, zal het beeld van de interactie van velden volledig veranderen in het tegenovergestelde. De richting van de hoekverplaatsing begint te transformeren naar het tegenovergestelde, en in verband hiermee verandert de richting van de tangentiële krachten enelektromagnetisch moment. In dit scenario wordt de motor een rem en werkt het apparaat als een generator, die de mechanische energie die aan de as wordt geleverd, omzet in elektrische energie. Vervolgens wordt het omgeleid naar het netwerk dat de stator voedt.
Als er geen extern, opvallend poolmoment is, begint een positie in te nemen waarin de as van de polen van het magnetische veld van de stator zal samenvallen met de longitudinale. Deze plaatsing komt overeen met de minimale stromingsweerstand in de stator.
Als het remkoppel wordt toegepast op de machine-as, zal de rotor afwijken, terwijl het magnetische veld van de stator zal worden vervormd, omdat de stroom de neiging heeft om te sluiten bij de minste weerstand. Om het te bepalen, zijn krachtlijnen nodig, waarvan de richting op elk van de punten overeenkomt met de beweging van de kracht, dus een verandering in het veld zal leiden tot het verschijnen van een tangentiële interactie.
Na al deze processen in synchrone motoren te hebben overwogen, kunnen we het demonstratieve principe van de omkeerbaarheid van verschillende machines identificeren, dat wil zeggen, het vermogen van elk elektrisch apparaat om de richting van de omgezette energie in het tegenovergestelde te veranderen.
Borstelloze motoren met permanente magneet
De permanentmagneetmotor wordt gebruikt voor serieuze defensie- en industriële toepassingen, omdat een dergelijk apparaat een grote gangreserve en efficiëntie heeft.
Deze apparaten worden het meest gebruikt in industrieën waar een relatief laag stroomverbruik enkleine afmetingen. Ze kunnen verschillende afmetingen hebben, zonder technologische beperkingen. Tegelijkertijd zijn grote apparaten niet helemaal nieuw, ze worden meestal geproduceerd door bedrijven die proberen de economische moeilijkheden te overwinnen die het bereik van deze apparaten beperken. Ze hebben hun eigen voordelen, waaronder een hoog rendement door rotorverliezen en een hoge vermogensdichtheid. Om borstelloze motoren te besturen, hebt u een aandrijving met variabele frequentie nodig.
Een kosten-batenanalyse toont aan dat apparaten met permanente magneet veel meer de voorkeur hebben dan andere alternatieve technologieën. Meestal worden ze gebruikt voor industrieën met een nogal zwaar schema voor de werking van scheepsmotoren, in de militaire en defensie-industrie en andere eenheden, waarvan het aantal voortdurend toeneemt.
Straalmotor
De geschakelde reluctantiemotor werkt met tweefasige wikkelingen die rond diametraal tegenovergestelde statorpolen zijn geïnstalleerd. De voeding beweegt volgens de polen naar de rotor toe. Zijn oppositie wordt dus volledig tot een minimum beperkt.
Handgemaakte DC-motor biedt een hoge efficiënte aandrijfsnelheid met geoptimaliseerd magnetisme voor achteruitrijden. Informatie over de locatie van de rotor wordt gebruikt om de fasen van de voedingsspanning te regelen, omdat dit optimaal is om een continu en soepel koppel te bereiken.koppel en hoog rendement.
De signalen geproduceerd door de straalmotor worden gesuperponeerd op de hoekige onverzadigde fase van de inductantie. De minimale poolweerstand komt volledig overeen met de maximale inductantie van het apparaat.
Een positief moment kan alleen onder hoeken worden verkregen als de indicatoren positief zijn. Bij lage snelheden moet de fasestroom noodzakelijkerwijs worden beperkt om de elektronica te beschermen tegen hoge voltseconden. Het conversiemechanisme kan worden geïllustreerd door een reactieve energielijn. De krachtbol kenmerkt de kracht die wordt omgezet in mechanische energie. In het geval van een plotselinge uitschakeling keert de overtollige of resterende kracht terug naar de stator. De minimale indicatoren van de invloed van het magnetische veld op de prestaties van het apparaat zijn het belangrijkste verschil met vergelijkbare apparaten.
