რა არის ჯაგრისების ძრავა. როგორ იმართება

რა თქმა უნდა, ყველა ახალბედას, ვინც პირველად დაუკავშირა თავისი ცხოვრება რადიო კონტროლირებად ელექტრო მოდელებს, შევსების ფრთხილად შესწავლის შემდეგ, აქვს შეკითხვა. რა არის კოლექციონერი და? რომელი ჯობია თქვენს რადიოკონტროლირებად ელექტრო მოდელზე ჩასმა?

დავარცხნილ ძრავებს, რომლებსაც ასე ხშირად იყენებენ რადიო კონტროლირებადი ელექტრული მოდელების ასაწევად, აქვთ მხოლოდ ორი გამავალი მიწოდების მავთული. ერთი მათგანი არის "+", მეორე არის "-". თავის მხრივ, ისინი დაკავშირებულია სიჩქარის კონტროლერთან. კოლექტორის ძრავის დაშლის შემდეგ, თქვენ ყოველთვის ნახავთ იქ 2 მოსახვევ მაგნიტს, ლილვს წამყვანთან ერთად, რომელზედაც სპილენძის ძაფი (მავთული) არის გადაჭრილი, სადაც არის გადაცემათა კოლოფი ლილვის ერთ მხარეს, ხოლო მეორე მხარეს იქ. არის ფირფიტებიდან აწყობილი კოლექტორი, რომელშიც შედის სუფთა სპილენძი.

კოლექტორის ძრავის მუშაობის პრინციპი

ელექტრული დენი (DC ან პირდაპირი დენი), რომელიც შედის არმატურის გრაგნილებში (დამოკიდებულია მათი რაოდენობის მიხედვით თითოეული თავის მხრივ) ქმნის მათში ელექტრომაგნიტურ ველს, რომელსაც აქვს სამხრეთ პოლუსი ერთ მხარეს და ჩრდილოეთ პოლუსი მეორეზე.

ბევრმა იცის, რომ თუ აიღებთ რომელიმე ორ მაგნიტს და მიამაგრებთ მათ სახელობის ბოძებიერთმანეთს, მაშინ ისინი არაფერში არ შეიკრიბებიან და თუ საპირისპირო სახელებს დააყენებთ, ისინი ისე დარჩებიან, რომ მათი განცალკევება ყოველთვის არ არის შესაძლებელი.

ასე რომ, ეს ელექტრომაგნიტური ველი, რომელიც წარმოიქმნება არმატურის რომელიმე გრაგნილში, ურთიერთქმედებით სტატორის მაგნიტების თითოეულ პოლუსთან, ააქტიურებს (როტაციას) თავად არმატურას. გარდა ამისა, დენი, კოლექტორისა და ჯაგრისების მეშვეობით, მიდის შემდეგ გრაგნილზე და ასე თანმიმდევრულად, ერთი არმატურის გრაგნილიდან მეორეზე გადასვლისას, ძრავის ლილვი ბრუნავს არმატურასთან ერთად, მაგრამ მხოლოდ მანამ, სანამ მასზე ძაბვა ვრცელდება.

სტანდარტული კოლექტორის ძრავში არმატურას აქვს სამი პოლუსი (სამი გრაგნილი) - ეს კეთდება ისე, რომ ძრავა არ "იჭედოს" ერთ პოზიციაზე.

დავარცხნილი ძრავების უარყოფითი მხარეები

თავისთავად, კოლექტორის ძრავები კარგად ასრულებენ თავიანთ მუშაობას, მაგრამ ეს მხოლოდ იმ მომენტამდეა, სანამ არ დაგჭირდებათ მათგან მაქსიმალური სიჩქარის მიღება გამოსავალზე. ეს ყველაფერი სწორედ ზემოთ ნახსენებ ფუნჯებზეა. ვინაიდან ისინი ყოველთვის მჭიდრო კავშირში არიან კოლექციონერთან, შედეგად მაღალი ბრუნებიმათი შეხების ადგილას წარმოიქმნება ხახუნი, რაც შემდგომში გამოიწვევს ორივეს სწრაფ ცვეთას და შემდგომში გამოიწვევს ეფექტური სიმძლავრის დაკარგვას ე. ძრავა. ეს არის ასეთი ძრავების ყველაზე მნიშვნელოვანი მინუსი, რაც უარყოფს მის ყველა დადებით თვისებას.

როგორ მუშაობს ჯაგრისების გარეშე ძრავა

აქ პირიქითაა, ამ ტიპის ძრავებს არ აქვთ როგორც ჯაგრისები, ასევე კოლექტორი. მაგნიტები მათში განლაგებულია მკაცრად ლილვის გარშემო და მოქმედებს როგორც როტორი. მის გარშემო მოთავსებულია გრაგნილები, რომლებსაც უკვე რამდენიმე მაგნიტური პოლუსი აქვს. უფურჩო ძრავების როტორზე დამონტაჟებულია ეგრეთ წოდებული სენსორი (სენსორი), რომელიც მონიტორინგს გაუწევს მის პოზიციას და ამ ინფორმაციას გადასცემს პროცესორს, რომელიც მუშაობს სიჩქარის კონტროლერთან ერთად (როტორის პოზიცია წამში 100-ზე მეტჯერ იცვლება. ). გამომავალზე მეტს ვიღებთ გლუვი ოპერაციათავად ძრავა მაქსიმალური ეფექტურობით.

ჯაგრისების ძრავები შეიძლება იყოს სენსორით ან მის გარეშე. სენსორის არარსებობა ოდნავ ამცირებს ძრავის ეფექტურობას, ამიტომ მათი არარსებობა ნაკლებად სავარაუდოა, რომ განაწყენდეს დამწყებს, მაგრამ მეორეს მხრივ, ფასი სასიამოვნოდ გააკვირვებს. მათი ერთმანეთისგან გარჩევა ადვილია. სენსორის მქონე ძრავებისთვის, 3 სქელი დენის მავთულის გარდა, ასევე არის წვრილი დამატებითი მარყუჟი, რომელიც მიდის სიჩქარის მარეგულირებელზე. თქვენ არ უნდა ადევნოთ ძრავები სენსორით როგორც დამწყებთათვის, ასევე მოყვარულისთვის, რადგან მხოლოდ პროფესიონალები დააფასებენ მათ პოტენციალს, დანარჩენი კი უბრალოდ ზედმეტად გადაიხდიან და მნიშვნელოვნად.

ჯაგრისების გარეშე ძრავების დადებითი მხარეები

აცვიათ ნაწილები თითქმის არ არის. რატომ "თითქმის", რადგან როტორის ლილვი დამონტაჟებულია საკისრებზე, რომლებიც, თავის მხრივ, ცვდებიან, მაგრამ მათი რესურსი უკიდურესად გრძელია და მათი ურთიერთშემცვლელობა ძალიან მარტივია. ეს ძრავები ძალიან საიმედო და ეფექტურია. დამონტაჟებულია როტორის პოზიციის კონტროლის სენსორი. კოლექტორის ძრავებზე, ჯაგრისების მუშაობას ყოველთვის თან ახლავს რკალი, რაც შემდგომში იწვევს რადიოტექნიკის მუშაობაში ჩარევას. ასე რომ, უკოლექციოების შემთხვევაში, როგორც უკვე მიხვდით, ეს პრობლემები გამორიცხულია. ხახუნის გარეშე, გადახურების გარეშე, რაც ასევე მნიშვნელოვანი უპირატესობაა. დავარცხნილ ძრავებთან შედარებით, ისინი არ საჭიროებენ დამატებითი სერვისიოპერაციის დროს.

ჯაგრისების გარეშე ძრავების უარყოფითი მხარეები

ასეთ ძრავებს აქვთ მხოლოდ ერთი მინუსი, ეს არის ფასი. მაგრამ თუ ამას მეორე მხრიდან შეხედავთ და გაითვალისწინებთ იმ ფაქტს, რომ ოპერაცია დაუყოვნებლივ ათავისუფლებს მფლობელს ისეთი პრობლემებისგან, როგორიცაა ზამბარების, წამყვანების, ჯაგრისების, კოლექტორების გამოცვლა, მაშინ თქვენ ადვილად მიანიჭებთ უპირატესობას ამ უკანასკნელის სასარგებლოდ.

გამოქვეყნებულია 04/11/2013

ზოგადი მოწყობილობა (Inrunner, Outrunner)

ჯაგრისების გარეშე ძრავა პირდაპირი დენიშედგება მუდმივი მაგნიტის როტორისა და გრაგნილებიანი სტატორისგან. არსებობს ორი ტიპის ძრავა: Inrunner, რომელშიც როტორის მაგნიტები არის სტატორის შიგნით გრაგნილებით და უსუსური, რომელშიც მაგნიტები მდებარეობს გარეთ და ბრუნავენ სტაციონარული სტატორის გარშემო გრაგნილებით.

სქემა Inrunnerჩვეულებრივ გამოიყენება მაღალსიჩქარიანი ძრავებითან არა დიდი რიცხვიმბოძები. უსუსურისაჭიროების შემთხვევაში, მიიღეთ მაღალი ბრუნვის ძრავა შედარებით დაბალი ბრუნით. სტრუქტურულად, Inrunners უფრო მარტივია იმის გამო, რომ სტაციონარული სტატორი შეიძლება იყოს საცხოვრებელი. მასზე შესაკრავები შეიძლება დამონტაჟდეს. Outrunners-ის შემთხვევაში მთელი გარე ნაწილი ბრუნავს. ძრავა დამაგრებულია ფიქსირებულ ღერძზე ან სტატორის ნაწილებზე. მოტორ-ბორბლის შემთხვევაში დამაგრება ხორციელდება სტატორის ფიქსირებული ღერძისთვის, მავთულები სტატორამდე მიჰყავთ ღრუ ღერძით.

მაგნიტები და ბოძები

როტორზე ბოძების რაოდენობა ლუწია. გამოყენებული მაგნიტების ფორმა ჩვეულებრივ მართკუთხაა. ცილინდრული მაგნიტები ნაკლებად გამოიყენება. ისინი დამონტაჟებულია ალტერნატიული ბოძებით.

მაგნიტების რაოდენობა ყოველთვის არ შეესაბამება ბოძების რაოდენობას. რამდენიმე მაგნიტს შეუძლია შექმნას ერთი პოლუსი:

ამ შემთხვევაში, 8 მაგნიტი ქმნის 4 ბოძს. მაგნიტების ზომა დამოკიდებულია ძრავის გეომეტრიაზე და ძრავის მახასიათებლებზე. რაც უფრო ძლიერია გამოყენებული მაგნიტები, მით უფრო მაღალია ბრუნვის მომენტი, რომელიც გამოიმუშავებს ძრავას ლილვზე.

როტორზე მაგნიტები ფიქსირდება სპეციალური წებოთი. ნაკლებად გავრცელებულია დიზაინები მაგნიტის დამჭერით. როტორის მასალა შეიძლება იყოს მაგნიტური გამტარი (ფოლადი), არამაგნიტური გამტარი (ალუმინის შენადნობები, პლასტმასი და ა.შ.), კომბინირებული.

გრაგნილები და კბილები

სამფაზიანი ჯაგრის გარეშე ძრავის გრაგნილი დამზადებულია სპილენძის მავთულით. მავთული შეიძლება იყოს ერთბირთვიანი ან შედგებოდეს რამდენიმე იზოლირებული დირიჟორისგან. სტატორი დამზადებულია მაგნიტური გამტარი ფოლადის რამდენიმე ფურცლისგან, რომლებიც ერთმანეთთან არის დაწყობილი.

სტატორის კბილების რაოდენობა უნდა გაიყოს ფაზების რაოდენობაზე. იმათ. სტატორის კბილების სამფაზიანი ჯაგრისების გარეშე ძრავისთვის უნდა გაიყოს 3-ზე... სტატორის კბილების რაოდენობა შეიძლება იყოს როტორზე პოლუსების რაოდენობაზე მეტი ან ნაკლები. მაგალითად, არის ძრავები სქემებით: 9 კბილი / 12 მაგნიტი; 51 კბილი / 46 მაგნიტი.

3-კბილიანი სტატორის მქონე ძრავები იშვიათად გამოიყენება. ვინაიდან დროის ყოველ მომენტში მუშაობს მხოლოდ ორი ფაზა (ვარსკვლავით ჩართვისას), მაგნიტური ძალები მოქმედებენ როტორზე არა თანაბრად მთელ წრეწირზე (იხ. ნახ.).

როტორზე მოქმედი ძალები ცდილობენ მის დახრილობას, რაც იწვევს ვიბრაციის გაზრდას. ამ ეფექტის აღმოსაფხვრელად, სტატორი მზადდება დიდი რაოდენობით კბილებით და გრაგნილი ნაწილდება სტატორის მთელი წრეწირის კბილებზე რაც შეიძლება თანაბრად.

ამ შემთხვევაში, როტორზე მოქმედი მაგნიტური ძალები ანადგურებენ ერთმანეთს. დისბალანსი არ არის.

სტატორის კბილების გასწვრივ ფაზის გრაგნილების განაწილების ვარიანტები

გრაგნილი ვარიანტი 9 კბილისთვის

გრაგნილი ვარიანტი 12 კბილისთვის

მოცემულ დიაგრამებში კბილების რაოდენობა ისეა არჩეული, რომ იგი არა მხოლოდ გაყოფილი 3-ზე... მაგალითად, ამისთვის 36 კბილები აქვს 12 კბილები თითო ფაზაში. 12 კბილი შეიძლება გადანაწილდეს ასე:

ყველაზე სასურველი სქემაა 2 კბილის 6 ჯგუფი.

არსებობს ძრავა სტატორზე 51 კბილით! 17 კბილი ფაზაში. 17 არის მარტივი რიცხვი, ის მთლიანად იყოფა მხოლოდ 1-ზე და თავისთავად. როგორ გავანაწილოთ გრაგნილი კბილების გასწვრივ? სამწუხაროდ, ლიტერატურაში ვერ ვიპოვე მაგალითები და ტექნიკა, რომელიც ამ პრობლემის გადაჭრას დახმარებოდა. აღმოჩნდა, რომ გრაგნილი გადანაწილდა შემდეგნაირად:

განვიხილოთ რეალური გრაგნილი წრე.

გაითვალისწინეთ, რომ გრაგნილს აქვს სხვადასხვა კბილზე მოხვევის მიმართულება. გრაგნილის სხვადასხვა მიმართულება მითითებულია დიდი და დიდი ასოებით. გრაგნილების დიზაინის შესახებ დეტალები შეგიძლიათ იხილოთ სტატიის ბოლოს შემოთავაზებულ ლიტერატურაში.

კლასიკური გრაგნილი შესრულებულია ერთი მავთულით ერთი ფაზისთვის. იმათ. ერთი ფაზის კბილებზე ყველა გრაგნილი სერიულად არის დაკავშირებული.

კბილის გრაგნილები ასევე შეიძლება დაერთოს პარალელურად.

ასევე შეიძლება იყოს კომბინირებული ჩანართები

პარალელური და კომბინირებული კავშირი საშუალებას იძლევა შემცირდეს გრაგნილის ინდუქციურობა, რაც იწვევს სტატორის დენის (და შესაბამისად სიმძლავრის) და ძრავის სიჩქარის ზრდას.

ელექტრული და რეალური რევოლუციები

თუ ძრავის როტორს აქვს ორი პოლუსი, მაშინ სტატორზე მაგნიტური ველის ერთი სრული შემობრუნებით, როტორი აკეთებს ერთ სრულ ბრუნვას. 4 პოლუსზე, სტატორზე მაგნიტური ველის ორი შემობრუნება სჭირდება ძრავის ლილვის ერთი სრული ბრუნვის შემობრუნებას. რაც უფრო მეტია როტორის ბოძების რაოდენობა, მით მეტი ელექტრული რევოლუციაა საჭირო ძრავის ლილვის როტაციისთვის. მაგალითად, როტორზე გვაქვს 42 მაგნიტი. იმისათვის, რომ როტორი ერთი რევოლუციით მოაბრუნოთ, საჭიროა 42/2 = 21 ელექტრო ბრუნვა... ეს ქონება შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ერთგვარი შემამცირებელი. ბოძების საჭირო რაოდენობის არჩევით, შეგიძლიათ მიიღოთ ძრავა სასურველით სიჩქარის მახასიათებლები... გარდა ამისა, ამ პროცესის გააზრება საჭირო იქნება ჩვენთვის მომავალში, რეგულატორის პარამეტრების არჩევისას.

პოზიციის სენსორები

სენსორების გარეშე ძრავების დიზაინი განსხვავდება სენსორების მქონე ძრავებისგან მხოლოდ ამ უკანასკნელის არარსებობის შემთხვევაში. სხვები ფუნდამენტური განსხვავებებიარა. ყველაზე გავრცელებული პოზიციის სენსორები ჰოლის ეფექტზე დაფუძნებული. სენსორები რეაგირებენ მაგნიტურ ველზე, ისინი ჩვეულებრივ განლაგებულია სტატორზე ისე, რომ მათზე გავლენას ახდენენ როტორის მაგნიტები. სენსორებს შორის კუთხე უნდა იყოს 120 გრადუსი.

ეს ეხება "ელექტრო" ხარისხებს. იმათ. მრავალპოლუსიანი ძრავისთვის, სენსორების ფიზიკური მდებარეობა შეიძლება იყოს შემდეგი:

ზოგჯერ სენსორები განლაგებულია ძრავის გარეთ. აქ არის სენსორების ადგილმდებარეობის ერთი მაგალითი. სინამდვილეში ეს იყო სენსორული ძრავა. Ისე მარტივი გზითიგი აღჭურვილი იყო დარბაზის სენსორებით.

ზოგიერთ ძრავზე დამონტაჟებულია სენსორები სპეციალური მოწყობილობა, რომელიც საშუალებას გაძლევთ გადაიტანოთ სენსორები გარკვეულ დიაპაზონში. ასეთი მოწყობილობით, დრო დაყენებულია. თუმცა, თუ ძრავა საჭიროებს უკუსვლას (როტაცია შიგნით საპირისპირო მხარეს) დაგჭირდებათ სენსორების მეორე ნაკრები, რომელიც კონფიგურირებულია საპირისპიროდ. ვინაიდან დრო არ აქვს გადამწყვეტიდასაწყისში და დაბალი ბრუნითქვენ შეგიძლიათ დააყენოთ სენსორები ნულოვან წერტილზე, ხოლო წინსვლის კუთხე შეიძლება გამოსწორდეს პროგრამული უზრუნველყოფის საშუალებით, როდესაც ძრავა იწყებს ბრუნვას.

ძრავის ძირითადი მახასიათებლები

თითოეული ძრავა შექმნილია კონკრეტული მოთხოვნებისთვის და აქვს შემდეგი ძირითადი მახასიათებლები:

• Სამუშაო საათებირომლისთვისაც შექმნილია ძრავა: გრძელვადიანი ან მოკლევადიანი. გრძელიმუშაობის რეჟიმი ვარაუდობს, რომ ძრავას შეუძლია საათობით იმუშაოს. ასეთი ძრავები შექმნილია ისე, რომ სითბოს გადაცემა გარემოში უფრო მაღალი იყოს, ვიდრე თავად ძრავის სითბოს გაფრქვევა. ამ შემთხვევაში ის არ გაცხელდება. მაგალითი: ვენტილაცია, ესკალატორი ან კონვეიერის ძრავა. Მოკლე ვადა -გულისხმობს, რომ ძრავა ჩაირთვება ხანმოკლე პერიოდის განმავლობაში, რომლის დროსაც მას არ ექნება დრო მაქსიმალურ ტემპერატურამდე გახურებისთვის, რასაც მოჰყვება ხანგრძლივი პერიოდი, რომლის დროსაც ძრავას აქვს დრო გაცივდეს. მაგალითი: ლიფტი, ელექტრო საპარსი, თმის საშრობი.
• ძრავის გრაგნილის წინააღმდეგობა... ძრავის გრაგნილის წინააღმდეგობა გავლენას ახდენს ძრავის ეფექტურობა... რაც უფრო დაბალია წინააღმდეგობა, მით უფრო მაღალია ეფექტურობა. წინააღმდეგობის გაზომვით, შეგიძლიათ გაარკვიოთ ყოფნა მონაცვლეობით დახურვაგრაგნილში. ძრავის გრაგნილის წინააღმდეგობა არის Ohm-ის მეათასედი. მის გასაზომად საჭიროა სპეციალური მოწყობილობა ან სპეციალური გაზომვის ტექნიკა.
• მაქსიმალური სამუშაო ძაბვა ... მაქსიმალური ძაბვა, რომელსაც შეუძლია გაუძლოს სტატორის გრაგნილს. მაქსიმალური ძაბვა დაკავშირებულია შემდეგ პარამეტრთან.
• მაქსიმალური RPM... ზოგჯერ ისინი მიუთითებენ არა მაქსიმალური სიჩქარე, ა კვ -ძრავის ბრუნვის რაოდენობა თითო ვოლტზე ლილვზე დატვირთვის გარეშე. ამ მაჩვენებლის გამრავლება მაქსიმალური ძაბვა, ვიღებთ ძრავის მაქსიმალურ სიჩქარეს ლილვზე დატვირთვის გარეშე.
• მაქსიმალური დენი... მაქსიმალური დასაშვები დენიგრაგნილები. როგორც წესი, ასევე მითითებულია დრო, რომლის დროსაც ძრავას შეუძლია გაუძლოს მითითებულ დენს. მაქსიმალური დენის შეზღუდვა დაკავშირებულია გრაგნილის შესაძლო გადახურებასთან. ამიტომ, ზე დაბალი ტემპერატურა გარემომაქსიმალური დენით მუშაობის რეალური დრო უფრო გრძელი იქნება, სიცხეში კი ძრავა ადრე დაიწვება.
• ძრავის მაქსიმალური სიმძლავრე.პირდაპირ უკავშირდება წინა პარამეტრს. ეს არის პიკური სიმძლავრე, რომელიც ძრავას შეუძლია მიაწოდოს მოკლე დროში, ჩვეულებრივ რამდენიმე წამში. ზე ხანგრძლივი მუშაობამაქსიმალური სიმძლავრის დროს ძრავის გადახურება და უკმარისობა გარდაუვალია.
• რეიტინგული სიმძლავრე... სიმძლავრე, რომელიც ძრავას შეუძლია განავითაროს ჩართვის მთელი პერიოდის განმავლობაში.
• ფაზის წინსვლის კუთხე (დრო)... სტატორის გრაგნილს აქვს გარკვეული ინდუქციურობა, რაც აფერხებს დენის ზრდას გრაგნილში. დენი ცოტა ხნის შემდეგ მაქსიმუმს მიაღწევს. ამ შეფერხების კომპენსაციის მიზნით, ფაზის გადართვა ხორციელდება გარკვეული ავანსით. იგივეა, რაც ძრავის ანთება შიგაწვის, სადაც აალების დრო დაყენებულია საწვავის აალების დროის გათვალისწინებით.

ასევე ყურადღება უნდა მიაქციოთ იმ ფაქტს, რომ ნომინალური დატვირთვის დროს თქვენ არ მიიღებთ მაქსიმალურ სიჩქარეს ძრავის ლილვზე. კვმითითებულია დატვირთული ძრავისთვის. ბატარეებიდან ძრავის კვებისას გაითვალისწინეთ მიწოდების ძაბვის „ჩავარდნა“ დატვირთვის ქვეშ, რაც თავის მხრივ ასევე შეამცირებს ძრავის მაქსიმალურ სიჩქარეს.

რომლის მოქმედების პრინციპი დაფუძნებულია სიხშირის რეგულირებასა და თვითსინქრონიზაციაზე, ეწოდება ჯაგრისების ძრავა. ამ დიზაინში, სტატორის მაგნიტური ველის ვექტორი კონტროლდება როტორის პოზიციასთან შედარებით. ჯაგრისების გარეშე ძრავა შექმნილია სტანდარტული DC დახეული ძრავების მუშაობის გასაუმჯობესებლად.

ორგანულად ყველაზე მეტს აერთიანებდა საუკეთესო თვისებები DC ძრავები და უკონტაქტო ელექტროძრავები.

ძირითადი განსხვავებები ჩვეულებრივი ძრავებისგან

ჯაგრისების გარეშე ძრავები ხშირად გამოიყენება რადიომართვადი თვითმფრინავების მოდელებში. მათმა გამორჩეულმა შესრულებამ და სიცოცხლისუნარიანობამ მოიპოვა ფართო პოპულარობა, იმის გამო, რომ არ არის გახეხილი ნაწილები ჯაგრისების სახით, რომლებიც გადასცემენ დენს.

იმისათვის, რომ უფრო სრულად წარმოიდგინოთ განსხვავება, თქვენ უნდა გახსოვდეთ ეს სტანდარტში კოლექტორის ძრავაროტორი ბრუნავს სტატორის შიგნით გრაგნილებით, რომლებიც დაფუძნებულია მუდმივ მაგნიტებზე. გრაგნილების შეცვლა ხდება კოლექტორის გამოყენებით, როტორის პოზიციიდან გამომდინარე. ელექტროძრავში ალტერნატიული დენიპირიქით, როტორი მაგნიტით ბრუნავს სტატორის შიგნით გრაგნილებით. ძრავს დაახლოებით იგივე დიზაინი აქვს.

განსხვავებით სტანდარტული ძრავები, უჯაგრის ნაწილში სტატორი მოქმედებს როგორც მოძრავი ნაწილი, რომელშიც მოთავსებულია მუდმივი მაგნიტები, ხოლო სტაციონარული ნაწილის როლს ასრულებს როტორი სამფაზიანი გრაგნილებით.

ფუნჯის გარეშე ელექტროძრავის მუშაობის პრინციპი

ძრავის როტაცია ხორციელდება მაგნიტური ველის მიმართულების შეცვლით როტორის გრაგნილებში გარკვეული თანმიმდევრობა... ამ შემთხვევაში, მუდმივი მაგნიტები ურთიერთქმედებენ როტორის მაგნიტურ ველებთან და ამოძრავებენ მოძრავ სტატორს. ეს მოძრაობა ეფუძნება მაგნიტების ძირითად თვისებას, როდესაც ამავე სახელწოდების პოლუსები მოიგერიეს და განსხვავებით - მოზიდვა.

როტორის გრაგნილების მაგნიტური ველების კონტროლი და მათი შეცვლა ხორციელდება კონტროლერის დახმარებით. ეს არის საკმაოდ რთული მოწყობილობა, რომელსაც შეუძლია მაღალი დენების გადართვა მაღალი სიჩქარე... კონტროლერს აუცილებლად აქვს თავის წრეში უჯაგრის ძრავა, რაც მნიშვნელოვნად ზრდის მისი გამოყენების ღირებულებას.

ჯაგრის გარეშე ძრავებს არ აქვთ მბრუნავი კონტაქტები და კონტაქტები, რომლებსაც შეუძლიათ გადართვა. ეს არის მათი მთავარი უპირატესობა ჩვეულებრივი ელექტროძრავების მიმართ, რადგან ხახუნის ყველა დანაკარგი მინიმუმამდეა დაყვანილი.

ამ სტატიაში გვსურს ვისაუბროთ იმაზე, თუ როგორ შევქმენით ელექტროძრავა ნულიდან: იდეიდან და პირველი პროტოტიპიდან სრულფასოვან ძრავამდე, რომელმაც გაიარა ყველა ტესტი. თუ ეს სტატია საინტერესოდ მოგეჩვენებათ, ცალკე, უფრო დეტალურად, მოგიყვებით ჩვენი მუშაობის ყველაზე საინტერესო ეტაპებზე.

სურათზე მარცხნიდან მარჯვნივ: როტორი, სტატორი, ნაწილობრივი ძრავის შეკრება, ძრავის შეკრება

შესავალი

დღეს, განვითარების წყალობით თანამედროვე ელექტრონიკადა იშვიათ მიწიერ ლითონებზე დაფუძნებული მძლავრი მაგნიტების გამოჩენა, შესაძლებელია უფრო ძლიერი და ამავდროულად კომპაქტური და მსუბუქი "Brushless" ელექტროძრავების შექმნა. ამავდროულად, მათი დიზაინის სიმარტივის გამო, ისინი ყველაზე საიმედო ელექტროძრავებია, რაც კი ოდესმე შექმნილა. ასეთი ძრავის შექმნა ამ სტატიაში იქნება განხილული.

ძრავის აღწერა

პირველი ასეთი ძრავა ჩვენ მიერ 3D დაბეჭდილი იყო ექსპერიმენტის სახით. ელექტრო ფოლადისგან დამზადებული სპეციალური ფირფიტების ნაცვლად, როტორის კორპუსისთვის და სტატორის ბირთვისთვის, რომელზედაც სპილენძის ხვეული იყო დახვეული, გამოვიყენეთ ჩვეულებრივი პლასტმასი. როტორზე ფიქსირდება მართკუთხა კვეთის ნეოდიმის მაგნიტები. ბუნებრივია, ასეთ ძრავას არ შეეძლო მიწოდება მაქსიმალური სიმძლავრე... თუმცა, ეს საკმარისი იყო იმისთვის, რომ ძრავა ტრიალებდა 20 კ/წთ-მდე, რის შემდეგაც პლასტმასმა ვერ გაუძლო და ძრავის როტორი ატყდა, მაგნიტები კი ირგვლივ ისროლეს. ამ ექსპერიმენტმა გვიბიძგა შეგვექმნა სრულფასოვანი ძრავა.

პირველი რამდენიმე პროტოტიპი

ჩვენ დავამზადეთ ახალი ძრავის როტორი ერთი ნეოდიმის მაგნიტისაგან ცილინდრის ფორმის. ეპოქსიდური მაგნიტი იყო დამაგრებული საპილოტე წარმოებისას ხელსაწყოების ფოლადისგან დამუშავებულ ლილვზე.

ჩვენ ვჭრით სტატორს ლაზერით 0,5 მმ სისქის სატრანსფორმატორო ფოლადის ფირფიტებისგან. თითოეული ფირფიტა შემდეგ ფრთხილად იყო ლაქი და შემდეგ დასრულებული სტატორი იყო წებოვანი დაახლოებით 50 ფირფიტისგან. ფირფიტები დაფარული იყო ლაქით, რათა თავიდან აეცილებინათ მოკლე ჩართვა მათ შორის და გამოირიცხოს ენერგიის დანაკარგები ფუკოს დენების გამო, რომელიც შეიძლება წარმოიშვას სტატორში.

ძრავის კორპუსი კონტეინერის ფორმის ორი ალუმინის ნაწილისგან იყო დამზადებული. სტატორი მჭიდროდ ჯდება ალუმინის კორპუსში და კარგად ეკვრის კედლებს. ეს დიზაინი უზრუნველყოფს კარგი გაგრილებაძრავა.

მახასიათებლების გაზომვა

სტენდის მთავარი ელემენტია მძიმე დატვირთვა სარეცხის სახით. გაზომვების დროს ძრავა ტრიალებს მოცემულ დატვირთვას და ძრავის გამომავალი სიმძლავრე და ბრუნი გამოითვლება კუთხური სიჩქარიდან და აჩქარებიდან.

დატვირთვის ბრუნვის სიჩქარის გასაზომად, წყვილი მაგნიტი ლილვზე და მაგნიტური ციფრული ლიანდაგი A3144 ეფუძნება დარბაზის ეფექტს. რა თქმა უნდა, შესაძლებელი იქნებოდა რევოლუციების გაზომვა უშუალოდ ძრავის გრაგნილების იმპულსებით, რადგან ამ ძრავასარის სინქრონული. თუმცა, სენსორული ვერსია უფრო საიმედოა და ის იმუშავებს ძალიან დაბალ სიჩქარეზეც კი, რომლის დროსაც პულსები გაუგებარი იქნება.

გარდა რევოლუციებისა, ჩვენს სტენდს შეუძლია კიდევ რამდენიმე მნიშვნელოვანი პარამეტრის გაზომვა:

• დენის მიწოდება (30A-მდე) დენის სენსორის გამოყენებით, რომელიც დაფუძნებულია ACS712-ის ეფექტზე;
• მიწოდების ძაბვა. იზომება უშუალოდ მიკროკონტროლერის ADC-ის მეშვეობით, ძაბვის გამყოფის მეშვეობით;
• ტემპერატურა ძრავის შიგნით / გარეთ. ტემპერატურა იზომება ნახევარგამტარული თერმისტორის საშუალებით;

შედეგად, ჩვენს სტენდს შეუძლია ნებისმიერ დროს გაზომოს შემდეგი მახასიათებლებიძრავა:

• მოხმარებული დენი;
• მოხმარებული ძაბვა;
• ენერგომოხმარება;
• გამომავალი სიმძლავრე;
• ლილვის რევოლუციები;
• მომენტი ლილვზე;
• ძალა გადადის სითბოში;
• ტემპერატურა ძრავის შიგნით.

ჯაგრისების გარეშე ძრავა

სამფაზიანი ჯაგრის გარეშე ძრავის მუშაობის პრინციპი

სარქვლის ძრავაარის სინქრონული ძრავა, რომელიც ეფუძნება სიხშირის რეგულირების პრინციპს თვითსინქრონიზაციასთან ერთად, რომლის არსი არის სტატორის მაგნიტური ველის ვექტორის კონტროლი როტორის პოზიციიდან გამომდინარე. სარქვლის ძრავები(ინგლისურენოვან ლიტერატურაში BLDC ან PMSM) ასევე მოუწოდა brushless DC ძრავებს, რადგან ასეთი ძრავის კოლექტორი ჩვეულებრივ იკვებება DC ძაბვით.

VD აღწერა

ამ ტიპის ძრავა შექმნილია DC ძრავების თვისებების გასაუმჯობესებლად. მაღალი მოთხოვნები აქტივატორები(კერძოდ, მაღალსიჩქარიანი მიკრო დისკები ზუსტი პოზიციონირებისთვის) გამოიყენეს კონკრეტული ძრავები DC დენი: უკონტაქტო სამფაზიანი ძრავებიპირდაპირი დენი (BDPT ან BLDC). სტრუქტურულად, ისინი ჰგავს AC სინქრონულ ძრავებს: მაგნიტური როტორი ბრუნავს ლამინირებულ სტატორში სამფაზიანი გრაგნილით. მაგრამ RPM არის დატვირთვისა და სტატორის ძაბვის ფუნქცია. ეს ფუნქცია რეალიზებულია სტატორის გრაგნილების გადართვით, როტორის კოორდინატებიდან გამომდინარე. BDPTs ხელმისაწვდომია ვერსიებში ცალკე სენსორებით როტორზე და ცალკე სენსორების გარეშე. დარბაზის სენსორები გამოიყენება როგორც ცალკე სენსორები. თუ დიზაინი ცალკე სენსორების გარეშეა, მაშინ სტატორის გრაგნილები მოქმედებს როგორც ფიქსაციის ელემენტი. როდესაც მაგნიტი ბრუნავს, როტორი იწვევს EMF-ს სტატორის გრაგნილებში, რის შედეგადაც წარმოიქმნება დენი. როდესაც ერთი გრაგნილი გამორთულია, მასში გამოწვეული სიგნალი იზომება და მუშავდება. ეს ალგორითმი მოითხოვს სიგნალის პროცესორს. BDPS-ის დამუხრუჭებისა და შებრუნებისთვის, ხიდის დენის საპირისპირო წრე არ არის საჭირო - საკმარისია საკონტროლო იმპულსების გამოყენება სტატორის გრაგნილებზე საპირისპირო თანმიმდევრობით.

მთავარი განსხვავება VD-სა და სინქრონული ძრავაარის მისი თვითსინქრონიზაცია DPR-ის დახმარებით, რის შედეგადაც VD-ში ველის ბრუნვის სიხშირე როტორის ბრუნვის სიხშირის პროპორციულია.

სტატორი

ჯაგრისების გარეშე ძრავის სტატორი

სტატორი ტრადიციული დიზაინისაა და ინდუქციური მანქანის სტატორის მსგავსია. იგი შედგება კორპუსისგან, ელექტრული ფოლადისგან დამზადებული ბირთვისგან და სპილენძის გრაგნილისაგან, რომელიც ჩაყრილია ღარებში ბირთვის პერიმეტრის გასწვრივ. გრაგნილების რაოდენობა განსაზღვრავს ძრავის ფაზების რაოდენობას. თვითდაწყებისა და ბრუნვისთვის საკმარისია ორი ფაზა - სინუსი და კოსინუსი. როგორც წესი, HP არის სამფაზიანი, ნაკლებად ხშირად ოთხფაზიანი.

სტატორის გრაგნილებში შემობრუნების მეთოდის მიხედვით, ძრავები გამოირჩევიან ტრაპეციული (BLDC) და სინუსოიდური (PMSM) ფორმის საპირისპირო ელექტროძრავით. მიწოდების მეთოდის მიხედვით, შესაბამისი ტიპის ძრავებში ფაზური ელექტრული დენი ასევე იცვლება ტრაპეციულად ან სინუსოიდულად.

როტორი

როტორი დამზადებულია მუდმივი მაგნიტების გამოყენებით და, როგორც წესი, აქვს ორიდან რვა პოლუსიანი წყვილი ჩრდილოეთ და სამხრეთ პოლუსებით მონაცვლეობით.

თავდაპირველად, როტორის დასამზადებლად გამოიყენებოდა ფერიტის მაგნიტები. ისინი ჩვეულებრივი და იაფია, მაგრამ ფორმა არ აქვთ დაბალი დონემაგნიტური ინდუქცია. დღესდღეობით, იშვიათი დედამიწის შენადნობების მაგნიტები პოპულარობას იძენს, რადგან ისინი საშუალებას გაძლევთ მიიღოთ მაღალი დონემაგნიტური ინდუქცია და შეამცირეთ როტორის ზომა.

როტორის პოზიციის სენსორი

როტორის პოზიციის სენსორი (RPR) უზრუნველყოფს უკუკავშირს როტორის პოზიციაზე. მისი ფუნქციონირება შეიძლება ეფუძნებოდეს სხვადასხვა პრინციპს - ფოტოელექტრული, ინდუქციური, ჰოლის ეფექტი და ა.შ. ყველაზე პოპულარულია ჰოლის და ფოტოელექტრული სენსორები, რადგან ისინი პრაქტიკულად ინერციულნი არიან და საშუალებას გაძლევთ თავიდან აიცილოთ შეფერხება არხზე. უკუკავშირიროტორის პოზიციით.

ფოტოელექტრული სენსორი, მისი კლასიკური ფორმით, შეიცავს სამ ფიქსირებულ ფოტოდეტექტორს, რომლებიც თანმიმდევრულად იკეტება როტორთან სინქრონულად მბრუნავი ჩამკეტით. ეს ნაჩვენებია სურათზე 1 (ყვითელი წერტილი). DPR-დან მიღებული ორობითი კოდი იჭერს როტორის ექვს განსხვავებულ პოზიციას. სენსორის სიგნალები საკონტროლო მოწყობილობის მიერ გარდაიქმნება საკონტროლო ძაბვის კომბინაციაში, რომელიც აკონტროლებს დენის გადამრთველებს, ასე რომ, ძრავის მუშაობის თითოეულ ციკლში (ფაზაში) ჩართულია ორი ჩამრთველი და სამი არმატურის გრაგნილიდან ორი დაკავშირებულია სერიულად. ქსელში. წამყვანის გრაგნილები U, V, Wგანლაგებულია სტატორზე 120 ° ცვლაზე და მათი დასაწყისი და ბოლოები დაკავშირებულია ისე, რომ კლავიშების გადართვისას იქმნება მაგნიტური ველების მბრუნავი გრადიენტი.

VD კონტროლის სისტემა

კონტროლის სისტემა შეიცავს დენის გადამრთველებს, ხშირად ტირისტორებს ან IGBT დენის ტრანზისტორებს. მათგან აწყობილია ძაბვის ინვერტორი ან დენის ინვერტორი. საკვანძო კონტროლის სისტემა ჩვეულებრივ ხორციელდება მიკროკონტროლერის გამოყენების საფუძველზე, ძრავის კონტროლისთვის გამოთვლითი ოპერაციების დიდი რაოდენობის გამო.

VD მუშაობის პრინციპი

HP-ის მუშაობის პრინციპი ემყარება იმ ფაქტს, რომ HP კონტროლერი ცვლის სტატორის გრაგნილებს ისე, რომ სტატორის მაგნიტური ველის ვექტორი ყოველთვის ორთოგონალური იყოს როტორის მაგნიტური ველის ვექტორთან. პულსის სიგანის მოდულაციის (PWM) გამოყენებით, კონტროლერი აკონტროლებს დენს, რომელიც მიედინება HP გრაგნილებში, ე.ი. სტატორის მაგნიტური ველის ვექტორი და ამით HP როტორზე მოქმედი ბრუნი რეგულირდება. ვექტორებს შორის კუთხის ნიშანი განსაზღვრავს როტორზე მოქმედი მომენტის მიმართულებას.

კომუტაცია შესრულებულია ისე, რომ როტორის აგზნების ნაკადი იყოს F 0მუდმივია არმატურის ნაკადის მიმართ. არმატურის დინების და აგზნების ურთიერთქმედების შედეგად იქმნება ბრუნი მ, რომელიც ცდილობს როტორის შემობრუნებას ისე, რომ არმატურის ნაკადები და აგზნება დაემთხვეს, მაგრამ როდესაც როტორი ბრუნავს DPR-ის მოქმედებით, გრაგნილები გადართულია და არმატურის ნაკადი გადადის შემდეგ საფეხურზე.

ამ შემთხვევაში, შედეგად მიღებული დენის ვექტორი გადაინაცვლებს და სტაციონარული იქნება როტორის ნაკადთან მიმართებაში, რაც ქმნის ბრუნვას ძრავის ლილვზე.

ძრავის მუშაობის რეჟიმში, სტატორის MDS უსწრებს როტორის MDS-ს 90 ° კუთხით, რომელიც შენარჩუნებულია DPR-ის გამოყენებით. დამუხრუჭების რეჟიმში, სტატორის MDS ჩამორჩება როტორის MDS-ს, 90 ° კუთხე ასევე შენარჩუნებულია DPR-ის გამოყენებით.

ძრავის მართვა

HP კონტროლერი არეგულირებს როტორზე მოქმედ ბრუნვას PWM მნიშვნელობის შეცვლით.

განსხვავებით ფუნჯის ძრავაპირდაპირი დენი, HP-ში გადართვა ხორციელდება და კონტროლდება ელექტრონიკით.

საკონტროლო სისტემები, რომლებიც ახორციელებენ პულსის სიგანის რეგულირებისა და პულსის სიგანის მოდულაციის ალგორითმებს HP კონტროლში, ფართოდ არის გავრცელებული.

სისტემა, რომელიც უზრუნველყოფს სიჩქარის კონტროლის ყველაზე ფართო დიაპაზონს - ვექტორული კონტროლის მქონე ძრავებისთვის. სიხშირის გადამყვანი აკონტროლებს ძრავის სიჩქარეს და ინარჩუნებს ნაკადის კავშირს მანქანაში მოცემულ დონეზე.

ვექტორული კონტროლით ელექტრული დისკის რეგულირების მახასიათებელია კონტროლირებადი კოორდინატები, რომლებიც იზომება სტაციონარული სისტემაკოორდინატები გარდაიქმნება მბრუნავ სისტემაში, მათგან გამოყოფილია მუდმივი მნიშვნელობა, კონტროლირებადი პარამეტრების ვექტორების კომპონენტების პროპორციული, რომლის მიხედვითაც ხორციელდება საკონტროლო მოქმედებების ფორმირება, შემდეგ საპირისპირო გადასვლა.

ამ სისტემების მინუსი არის კონტროლის სირთულე და ფუნქციური მოწყობილობებიამისთვის ფართო არჩევანისიჩქარის რეგულირება.

VD-ს უპირატესობები და უარყოფითი მხარეები

ბოლო დროს, ამ ტიპის ძრავა სწრაფად იძენს პოპულარობას, აღწევს მრავალ ინდუსტრიაში. იგი გამოიყენება გამოყენების სხვადასხვა სფეროში: საყოფაცხოვრებო ტექნიკიდან სარკინიგზო მანქანებამდე.

VD ერთად ელექტრონული სისტემებიკონტროლი ხშირად აერთიანებს უკონტაქტო და DC ძრავების საუკეთესო თვისებებს.

უპირატესობები:

• სიჩქარის ფართო დიაპაზონი
• უკონტაქტო და ნულოვანი მოვლა - უჯაგრის მანქანა
• ვარგისია ფეთქებად და აგრესიულ გარემოში გამოსაყენებლად
• მაღალი გადატვირთვის ბრუნვა
• მაღალი ენერგოეფექტურობა (ეფექტურობა 90% -ზე მეტი)

• ხანგრძლივი მომსახურების ვადა, მაღალი საიმედოობადა გაიზარდა მომსახურების ვადა მოცურების ელექტრული კონტაქტების არარსებობის გამო

ნაკლოვანებები:

• შედარებით რთული ძრავის მართვის სისტემა
• ძრავის მაღალი ღირებულება ძვირადღირებული გამოყენების გამო მუდმივი მაგნიტებიროტორის დიზაინში
• ხშირ შემთხვევაში, უფრო რაციონალურია ასინქრონული ძრავის გამოყენება სიხშირის გადამყვანით.

აპლიკაციებისთვის, რომლებიც აერთიანებს მაქსიმალურ მიღწევად ეფექტურობას უკიდურესად მარტივ და საიმედო ბლოკებიკონტროლი (გადამრთველი, რომელიც არ იყენებს PWM-ს), ასევე შეიძლება განვასხვავოთ შემდეგი მახასიათებელი: მიუხედავად იმისა, რომ რევოლუციები შეიძლება მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდეს საკონტროლო განყოფილების მიხედვით, მისაღები ეფექტურობის მიღება შესაძლებელია მხოლოდ კუთხური სიჩქარის შედარებით ვიწრო დიაპაზონში. ეს განისაზღვრება გრაგნილების ინდუქციურობით. თუ სიჩქარე ოპტიმალურზე დაბალია, ამ ფაზაში დენის მუდმივი მიწოდება, მაგნიტური ნაკადის ლიმიტის მიღწევის შემდეგ, გამოიწვევს მხოლოდ არასაჭირო გათბობას. ოპტიმალურზე მაღალი სიჩქარით, პოლუსში მაგნიტური ნაკადი ვერ მიაღწევს მაქსიმუმს ინდუქციით შეზღუდული დენის ზრდის დროის გამო. ასეთი ძრავების მაგალითებია მოდელის გარეშე ჯაგრისების ნაკრები. ისინი უნდა იყოს ეფექტური, მსუბუქი და საიმედო და ოპტიმალური უზრუნველყოფის მიზნით კუთხური სიჩქარემოცემული დატვირთვის მახასიათებლით, მწარმოებლები აწარმოებენ მოდელის ხაზებისხვადასხვა ინდუქციებით (ბრუნების რაოდენობა) გრაგნილებით. ამავდროულად, მობრუნების უფრო მცირე რაოდენობა შეესაბამება უფრო სწრაფ ძრავას.

იხილეთ ასევე

ბმულები

• http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/app/micros/avr/AVR440.htm AVR440: ორფაზიანი ჯაგრისების DC ძრავის კონტროლი სენსორების გარეშე
• http://www.unilib.neva.ru/dl/059/CHAPTER5/Chapter5.html 5.4 ვენტილირებადი ძრავები
• http://www.imafania.narod.ru/bldc.htm ჯაგრისების ძრავისა და გამოყენების შესახებ ბიჯური ძრავიროგორც ჯაგრისები