Çfarë është një motor pa furça. Si menaxhohet

Me siguri çdo fillestar që lidhi fillimisht jetën e tij me modelet elektrike të kontrolluara me radio, pas një studimi të kujdesshëm të mbushjes, ka një pyetje. Çfarë është një koleksionist dhe? Cilin është më mirë të vendosni në modelin tuaj elektrik të kontrolluar me radio?

Motorët e krehur, të cilët përdoren kaq shpesh për të shtyrë modelet elektrike të kontrolluara me radio, kanë vetëm dy tela furnizimi në dalje. Njëra prej tyre është "+", tjetra është "-". Nga ana tjetër, ato janë të lidhura me kontrolluesin e shpejtësisë. Pasi të keni çmontuar motorin e kolektorit, do të gjeni gjithmonë 2 magnet të lakuar, një bosht së bashku me një spirancë, mbi të cilën është mbështjellë një fije (tel) bakri, ku ka një ingranazh në njërën anë të boshtit dhe në anën tjetër. ka një kolektor të mbledhur nga pllaka, të cilat përfshijnë një bakër të pastër.

Parimi i funksionimit të motorit të kolektorit

Rryma elektrike (DC ose rrymë e drejtpërdrejtë), duke hyrë në mbështjelljet e armaturës (në varësi të numrit të tyre për secilën nga radhët) krijon në to një fushë elektromagnetike, e cila ka një poli jugor në njërën anë dhe një poli verior nga ana tjetër.

Shumë njerëz e dinë se nëse merrni dy magnet dhe i lidhni polet me emër njëri-tjetrin, atëherë ata nuk do të konvergojnë për asgjë, dhe nëse vendosni emra të kundërt, ata do të ngjiten në mënyrë që të mos jetë gjithmonë e mundur t'i ndani.

Pra, kjo fushë elektromagnetike, e cila lind në cilindo nga mbështjelljet e armaturës, duke ndërvepruar me secilin nga polet e magnetëve të statorit, aktivizon (rrotullimin) vetë armaturën. Më tej, rryma, përmes kolektorit dhe furçave, kalon në mbështjelljen pasardhëse dhe kështu radhazi, duke kaluar nga një dredha-dredha e armaturës në tjetrën, boshti i motorit rrotullohet së bashku me armaturën, por vetëm për aq kohë sa në të aplikohet tension.

Në një motor kolektor standard, armatura ka tre pole (tre mbështjellje) - kjo bëhet në mënyrë që motori të mos "ngjitet" në një pozicion.

Disavantazhet e motorëve të krehur

Në vetvete, motorët e kolektorëve bëjnë një punë të mirë me punën e tyre, por kjo është vetëm deri në momentin që duhet të merret shpejtësia më e lartë e mundshme prej tyre në dalje. E gjitha ka të bëjë me furçat e përmendura më lart. Si rezultat, ata janë gjithmonë në kontakt të ngushtë me kolektorin rrotullime të larta në pikën e kontaktit të tyre, lind fërkimi, i cili më tej do të shkaktojë konsumim të shpejtë të të dyjave dhe më pas do të çojë në një humbje të fuqisë efektive el. motorri. Ky është disavantazhi më i rëndësishëm i motorëve të tillë, i cili mohon të gjitha cilësitë e tij pozitive.

Si funksionon një motor pa furça

Këtu, e kundërta është e vërtetë, motorëve të këtij lloji u mungojnë si furçat, ashtu edhe kolektori. Magnetët në to janë të vendosur rreptësisht rreth boshtit dhe veprojnë si rotor. Rreth tij vendosen mbështjelljet, të cilat tashmë kanë disa pole magnetike. Një i ashtuquajtur sensor (sensori) është instaluar në rotorin e motorëve pa furça, i cili do të monitorojë pozicionin e tij dhe do t'ia transmetojë këtë informacion procesorit, i cili punon së bashku me një kontrollues shpejtësie (të dhënat e pozicionit të rotorit shkëmbehen më shumë se 100 herë për e dyta). Në dalje, ne marrim më shumë funksionimin e qetë vetë motori me efikasitet maksimal.

Motorët pa furça mund të jenë me ose pa sensor. Mungesa e një sensori zvogëlon pak efikasitetin e motorit, kështu që mungesa e tyre nuk ka gjasa të shqetësojë një fillestar, por nga ana tjetër, çmimi do të befasojë këndshëm. Është e lehtë t'i dallosh ato nga njëri-tjetri. Për motorët me një sensor, përveç 3 telave të trashë të energjisë, ekziston edhe një lak shtesë i atyre të hollë që shkojnë te rregullatori i shpejtësisë. Ju nuk duhet të ndiqni motorët me një sensor si për fillestarët ashtu edhe për një amator, sepse vetëm profesionistët do të vlerësojnë potencialin e tyre, dhe pjesa tjetër thjesht do të paguajë shumë, dhe në mënyrë të konsiderueshme.

Përparësitë e motorëve pa furça

Nuk ka pothuajse asnjë pjesë të veshjes. Pse "pothuajse", sepse boshti i rotorit është i instaluar në kushineta, të cilat nga ana tjetër priren të konsumohen, por burimi i tyre është jashtëzakonisht i gjatë, dhe ndërrimi i tyre është shumë i thjeshtë. Këta motorë janë shumë të besueshëm dhe efikas. Është instaluar një sensor i kontrollit të pozicionit të rotorit. Në motorët e kolektorëve, funksionimi i furçave shoqërohet gjithmonë me hark, i cili më pas shkakton ndërhyrje në funksionimin e pajisjeve radio. Pra, me bezkollektonyh, siç e keni kuptuar tashmë, këto probleme janë të përjashtuara. Nuk ka fërkime, nuk ka mbinxehje, gjë që është gjithashtu një avantazh i rëndësishëm. Krahasuar me motorët e krehur, ata nuk kërkojnë shërbim shtesë gjatë operimit.

Disavantazhet e motorëve pa furça

Motorë të tillë kanë vetëm një minus, ky është çmimi. Por nëse e shikoni nga ana tjetër dhe merrni parasysh faktin që funksionimi e çliron pronarin menjëherë nga telashe të tilla si zëvendësimi i sustave, ankorimeve, furçave, kolektorëve, atëherë lehtë do t'i jepni përparësi në favor të këtyre të fundit.

Publikuar më 04/11/2013

Pajisja e përgjithshme (Inrunner, Outrunner)

Motor pa furça rrymë e vazhdueshme përbëhet nga një rotor magnetik i përhershëm dhe një stator me mbështjellje. Ekzistojnë dy lloje të motorëve: Inrunner, në të cilën magnetët e rotorit janë brenda statorit me mbështjellje, dhe tejkalues, në të cilin magnetët janë të vendosur jashtë dhe rrotullohen rreth një statori të palëvizshëm me mbështjellje.

Skema Inrunner zakonisht përdoret për motorët me shpejtësi të lartë Me jo një numër i madh m polet. tejkalues nëse është e nevojshme, merrni një motor me çift rrotullues të lartë me rrotullime relativisht të ulëta. Strukturisht, Inrunners janë më të thjeshtë për shkak të faktit se statori i palëvizshëm mund të shërbejë si strehim. Mbërthyesit mund të montohen në të. Në rastin e Outrunners, e gjithë pjesa e jashtme rrotullohet. Motori është i lidhur në një bosht fiks ose pjesë të statorit. Në rastin e një rrote motorike, fiksimi kryhet për boshtin fiks të statorit, telat drejtohen në stator përmes boshtit të uritur.

Magnet dhe pole

Numri i poleve në rotor është i barabartë. Forma e magnetëve të përdorur është zakonisht drejtkëndëshe. Magnetët cilindrikë përdoren më rrallë. Ato janë të instaluara me shtylla të alternuara.

Numri i magneteve nuk korrespondon gjithmonë me numrin e poleve. Disa magnet mund të formojnë një pol:

Në këtë rast, 8 magnet formojnë 4 pole. Madhësia e magneteve varet nga gjeometria e motorit dhe karakteristikat e motorit. Sa më të fortë të jenë magnetët e përdorur, aq më i lartë është çift rrotullimi i gjeneruar nga motori në bosht.

Magnetet në rotor fiksohen me ngjitës të veçantë. Më pak të zakonshme janë modelet me një mbajtës magneti. Materiali i rotorit mund të jetë përçues magnetik (çeliku), përçues jomagnetik (aliazhe alumini, plastika, etj.), i kombinuar.

Dredha-dredha dhe dhëmbë

Dredha-dredha e një motori trefazor pa furça është bërë me tela bakri. Teli mund të jetë i fortë ose të përbëhet nga disa përcjellës të izoluar. Statori është bërë nga disa fletë çeliku përçues magnetik të grumbulluara së bashku.

Numri i dhëmbëve të statorit duhet të ndahet me numrin e fazave. ato. për numrin trefazor të motorit pa furçë të dhëmbëve të statorit duhet të ndahet me 3... Numri i dhëmbëve të statorit mund të jetë ose më shumë ose më pak se numri i poleve në rotor. Për shembull, ka motorë me qarqe: 9 dhëmbë / 12 magnet; 51 dhëmbë / 46 magnet.

Motorët me stator me 3 dhëmbë përdoren rrallë. Meqenëse në çdo moment të kohës funksionojnë vetëm dy faza (kur ndizen nga një yll), forcat magnetike veprojnë në rotor jo në mënyrë të barabartë përgjatë gjithë perimetrit (shih Fig.).

Forcat që veprojnë në rotor përpiqen ta anojnë atë, gjë që çon në rritje të dridhjeve. Për të eliminuar këtë efekt, statori bëhet me një numër të madh dhëmbësh, dhe dredha-dredha shpërndahet mbi dhëmbët e të gjithë perimetrit të statorit në mënyrë sa më të barabartë.

Në këtë rast, forcat magnetike që veprojnë në rotor anulojnë njëra-tjetrën. Nuk ka çekuilibër.

Variantet e shpërndarjes së mbështjelljes së fazës përgjatë dhëmbëve të statorit

Opsioni i mbështjelljes për 9 dhëmbë

Opsioni i mbështjelljes për 12 dhëmbë

Në diagramet e dhëna numri i dhëmbëve është zgjedhur në atë mënyrë që ai jo vetëm pjesëtuar me 3... Për shembull, për 36 dhëmbët kanë 12 dhëmbët në fazë. 12 dhëmbët mund të shpërndahen në këtë mënyrë:

Skema më e preferuar është 6 grupe me 2 dhëmbë.

ekziston motorri me 51 dhembe ne stator! 17 dhëmbë në fazë. 17 është një numër i thjeshtë, është plotësisht i pjesëtueshëm vetëm me 1 dhe me vetveten. Si të shpërndani mbështjelljen përgjatë dhëmbëve? Mjerisht, nuk mund të gjeja shembuj dhe teknika në literaturë që do të ndihmonin në zgjidhjen e këtij problemi. Doli që dredha-dredha u shpërnda si më poshtë:

Konsideroni një qark të vërtetë dredha-dredha.

Ju lutemi vini re se dredha-dredha ka drejtime të ndryshme mbështjelljeje në dhëmbë të ndryshëm. Drejtimet e ndryshme të mbështjelljes tregohen me shkronja të mëdha dhe të vogla. Detaje rreth dizajnit të mbështjelljes mund të gjenden në literaturën e sugjeruar në fund të artikullit.

Dredha-dredha klasike kryhet me një tel për një fazë. ato. të gjitha mbështjelljet në dhëmbët e një faze janë të lidhura në seri.

Mbështjelljet e dhëmbëve gjithashtu mund të lidhen paralelisht.

Mund të ketë edhe përfshirje të kombinuara

Lidhja paralele dhe e kombinuar ju lejon të zvogëloni induktivitetin e mbështjelljes, gjë që çon në një rritje të rrymës së statorit (dhe rrjedhimisht fuqisë) dhe shpejtësisë së motorit.

Revolucione elektrike dhe reale

Nëse rotori i motorit ka dy pole, atëherë me një rrotullim të plotë të fushës magnetike në stator, rotori bën një rrotullim të plotë. Në 4 pole, duhen dy rrotullime të fushës magnetike në stator për të kthyer boshtin e motorit një rrotullim të plotë. Sa më i madh të jetë numri i poleve të rotorit, aq më shumë rrotullime elektrike kërkohen për të rrotulluar boshtin e motorit për rrotullim. Për shembull, ne kemi 42 magnet në rotor. Për ta kthyer rotorin një rrotullim, ju duhet 42/2 = 21 qarkullim elektrik... Kjo pronë mund të përdoret si një lloj reduktuesi. Duke zgjedhur numrin e kërkuar të shtyllave, mund të merrni një motor me atë të dëshiruar karakteristikat e shpejtësisë... Për më tepër, një kuptim i këtij procesi do të jetë i nevojshëm për ne në të ardhmen, kur zgjedhim parametrat e rregullatorit.

Sensorët e pozicionit

Dizajni i motorëve pa sensorë ndryshon nga motorët me sensorë vetëm në mungesë të këtyre të fundit. Të tjerët dallimet themelore nr. Sensorët më të zakonshëm të pozicionit bazuar në efektin Hall. Sensorët reagojnë ndaj një fushe magnetike, ato zakonisht vendosen në stator në mënyrë që të ndikohen nga magnetët e rotorit. Këndi midis sensorëve duhet të jetë 120 gradë.

Kjo i referohet gradave "elektrike". ato. për një motor me shumë pole, vendndodhja fizike e sensorëve mund të jetë si më poshtë:

Ndonjëherë sensorët janë të vendosur jashtë motorit. Këtu është një shembull i vendndodhjes së sensorëve. Në fakt ishte një motor pa sensor. Kështu që në një mënyrë të thjeshtë ishte e pajisur me sensorë sallë.

Në disa motorë, sensorë janë instaluar pajisje speciale, i cili ju lejon të lëvizni sensorët brenda një diapazoni të caktuar. Me një pajisje të tillë, koha është vendosur. Megjithatë, nëse motori kërkon kthimin e kundërt (rrotullimi brenda ana e kundërt) do t'ju duhet një grup i dytë sensorësh të konfiguruar për të kundërt. Meqenëse koha nuk ka vendimtare në fillim dhe rrotullime të ulëta, mund t'i vendosni sensorët në pikën zero dhe këndi i avancimit mund të korrigjohet nga softueri kur motori fillon të rrotullohet.

Karakteristikat kryesore të motorit

Çdo motor është projektuar për kërkesa specifike dhe ka karakteristikat kryesore të mëposhtme:

• Orë pune për të cilin motori është projektuar: afatgjatë ose afatshkurtër. E gjatë Mënyra e funksionimit supozon që motori mund të funksionojë për orë të tëra. Këta motorë janë projektuar në atë mënyrë që transferimi i nxehtësisë në mjedis të jetë më i lartë se shpërndarja e nxehtësisë së vetë motorit. Në këtë rast, nuk do të nxehet. Shembull: ventilim, shkallë lëvizëse ose transportues. afatshkurter - nënkupton që motori do të ndizet për një periudhë të shkurtër, gjatë së cilës nuk do të ketë kohë të ngrohet në temperaturën maksimale, e ndjekur nga një periudhë e gjatë gjatë së cilës motori ka kohë të ftohet. Shembull: ashensor, makinë rroje elektrike, tharëse flokësh.
• Rezistenca e mbështjelljes së motorit... Rezistenca e mbështjelljes së motorit ndikon Efikasiteti i motorit... Sa më e ulët të jetë rezistenca, aq më i lartë është efikasiteti. Duke matur rezistencën, mund të zbuloni praninë mbyllje kthese në dredha-dredha. Rezistenca e mbështjelljes së motorit është të mijtët e një Ohm. Për ta matur atë, kërkohet një pajisje e veçantë ose një teknikë e veçantë matjeje.
• Maksimumi tensionit të punës ... Tensioni maksimal që mund të përballojë mbështjellja e statorit. Tensioni maksimal lidhet me parametrin e mëposhtëm.
• RPM maksimale... Ndonjëherë ato tregojnë jo shpejtesi maksimale, a Kv - numri i rrotullimeve të motorit për volt pa ngarkesë në bosht. Duke shumëzuar këtë tregues me tension maksimal, marrim shpejtësinë maksimale të motorit pa ngarkesë në bosht.
• Rryma maksimale... Maksimumi rrymë e lejuar mbështjellje. Si rregull, tregohet edhe koha gjatë së cilës motori mund të përballojë rrymën e specifikuar. Kufizimi i rrymës maksimale shoqërohet me mbinxehje të mundshme të mbështjelljes. Prandaj, në temperaturat e ulëta mjedisi koha aktuale e funksionimit me rrymën maksimale do të jetë më e gjatë, dhe në nxehtësi, motori do të digjet më herët.
• Fuqia maksimale e motorit. Lidhur direkt me parametrin e mëparshëm. Kjo është fuqia maksimale që motori mund të japë për një periudhë të shkurtër kohe, zakonisht disa sekonda. Në punë e gjatë në fuqinë maksimale, mbinxehja dhe dështimi i motorit janë të pashmangshme.
• Fuqi e vlerësuar... Fuqia që motori mund të zhvillojë gjatë gjithë kohës së ndezjes.
• Këndi i avancimit të fazës (koha)... Dredha-dredha e statorit ka njëfarë induktiviteti, i cili pengon rritjen e rrymës në mbështjellje. Rryma do të arrijë maksimumin e saj pas një kohe. Për të kompensuar këtë vonesë, ndërrimi i fazës kryhet me njëfarë avancimi. Njësoj si ndezja e motorit djegia e brendshme, ku koha e ndezjes është vendosur duke marrë parasysh kohën e ndezjes së karburantit.

Ju gjithashtu duhet t'i kushtoni vëmendje faktit që me ngarkesën e vlerësuar nuk do të merrni shpejtësinë maksimale në boshtin e motorit. Kv tregohet për një motor të pa ngarkuar. Kur fuqizoni motorin nga bateritë, merrni parasysh "uljen" e tensionit të furnizimit nën ngarkesë, e cila nga ana tjetër do të zvogëlojë gjithashtu shpejtësinë maksimale të motorit.

Parimi i funksionimit të të cilit bazohet në rregullimin e frekuencës dhe vetë-sinkronizimin quhet motor pa furça. Në këtë dizajn, vektori i fushës magnetike të statorit kontrollohet në lidhje me pozicionin e rotorit. Motori pa furça është projektuar për të përmirësuar performancën e motorëve standardë DC me furçë.

Më së shumti kombinonte organikisht cilësitë më të mira Motorë DC dhe motorë elektrikë pa kontakt.

Dallimet kryesore nga motorët konvencionalë

Motorët pa furça përdoren shpesh në aeroplanët e kontrolluar me radio. Karakteristikat e tyre të jashtëzakonshme dhe mbijetueshmëria kanë fituar popullaritet të gjerë për shkak të mungesës së pjesëve të fërkimit në formën e furçave që kryejnë transmetimin e rrymës.

Për të imagjinuar më plotësisht ndryshimin, duhet të mbani mend atë në standard motor kolektori rotori rrotullohet me mbështjellje brenda statorit, të cilat bazohen në magnet të përhershëm. Mbështjelljet ndërrohen duke përdorur një kolektor, në varësi të pozicionit të rotorit. Në motorin elektrik rrymë alternative përkundrazi, një rotor me magnet rrotullohet brenda një statori me mbështjellje. Motori ka pothuajse të njëjtin dizajn.

Ndryshe nga motorët standardë, në brushless, statori vepron si një pjesë lëvizëse, në të cilën vendosen magnete të përhershëm, dhe rolin e pjesës së palëvizshme e luan një rotor me mbështjellje trefazore.

Parimi i funksionimit të një motori elektrik pa furça

Rrotullimi i motorit kryhet duke ndryshuar drejtimin e fushës magnetike në mbështjelljet e rotorit një sekuencë të caktuar... Në këtë rast, magnetët e përhershëm ndërveprojnë me fushat magnetike të rotorit dhe drejtojnë statorin e lëvizshëm. Kjo lëvizje bazohet në vetinë kryesore të magneteve, kur shtyhen polet me të njëjtin emër, dhe ndryshe nga - tërheq.

Kontrolli i fushave magnetike në mbështjelljet e rotorit dhe ndryshimi i tyre kryhet me ndihmën e kontrolluesit. Është një pajisje mjaft komplekse e aftë për të ndërruar rryma të larta me shpejtësi e lartë... Kontrolluesi ka domosdoshmërisht një motor pa furça në qarkun e tij, i cili rrit shumë koston e përdorimit të tij.

Motorët pa furça nuk kanë asnjë kontakt rrotullues dhe asnjë kontakt që mund të ndërrojë. Ky është avantazhi i tyre kryesor ndaj motorëve elektrikë konvencionalë, pasi të gjitha humbjet nga fërkimi minimizohen.

Në këtë artikull, ne do të donim të flisnim se si krijuam një motor elektrik nga e para: nga ideja dhe prototipi i parë në një motor të plotë që kaloi të gjitha provat. Nëse ky artikull ju duket interesant, ne veçmas, më në detaje, do t'ju tregojmë për fazat e punës sonë që ju interesojnë më shumë.

Në foto nga e majta në të djathtë: rotori, statori, montimi i pjesshëm i motorit, montimi i motorit

Prezantimi

Sot, falë zhvillimit elektronikë moderne dhe shfaqja e magnetëve të fuqishëm të bazuar në metale të rralla të tokës, është e mundur të krijohen motorë elektrikë më të fuqishëm dhe në të njëjtën kohë kompakt dhe të lehtë "Brushless". Në të njëjtën kohë, për shkak të thjeshtësisë së dizajnit të tyre, ata janë motorët elektrikë më të besueshëm të krijuar ndonjëherë. Krijimi i një motori të tillë do të diskutohet në këtë artikull.

Përshkrimi i motorit

Motori i parë i tillë u printua 3D nga ne si një eksperiment. Në vend të pllakave speciale të bëra prej çeliku elektrik, ne përdorëm plastikë të zakonshme për strehimin e rotorit dhe bërthamën e statorit, mbi të cilin ishte mbështjellë spiralja e bakrit. Magnet neodymium me seksion kryq drejtkëndor u fiksuan në rotor. Natyrisht, një motor i tillë nuk ishte i aftë të jepte fuqi maksimale... Sidoqoftë, kjo ishte e mjaftueshme që motori të rrotullohej deri në 20 mijë rpm, pas së cilës plastika nuk mund të qëndronte dhe rotori i motorit shpërtheu, dhe magnetët u hodhën përreth. Ky eksperiment na shtyu të krijonim një motor të plotë.

Prototipet e para

Rotorin e motorit të ri e bëmë nga një magnet i vetëm neodymium në formën e një cilindri. Një magnet epoksi ishte ngjitur në një bosht të përpunuar nga çeliku i veglave në një prodhim pilot.

Ne e premë statorin me një lazer nga një grup pllakash çeliku transformatorësh me trashësi 0,5 mm. Më pas, çdo pllakë u llak me kujdes dhe më pas statori i përfunduar u ngjit nga rreth 50 pllaka. Pllakat u mbuluan me llak për të shmangur një qark të shkurtër midis tyre dhe për të përjashtuar humbjet e energjisë për shkak të rrymave Foucault që mund të lindnin në stator.

Strehimi i motorit ishte bërë nga dy pjesë alumini në formë kontejneri. Statori përshtatet mirë në kutinë e aluminit dhe ngjitet mirë në mure. Ky dizajn ofron ftohje e mirë motorike.

Matja e karakteristikave

Elementi kryesor i stendës është një ngarkesë e rëndë në formën e një rondele. Gjatë matjeve, motori rrotullon ngarkesën e dhënë dhe fuqia dalëse dhe çift rrotullimi i motorit llogariten nga shpejtësia këndore dhe nxitimi.

Për të matur shpejtësinë e rrotullimit të ngarkesës, një palë magnete në bosht dhe një magnetik matës dixhital A3144 bazuar në efektin e sallës. Sigurisht, do të ishte e mundur të maten rrotullimet me impulse direkt nga mbështjelljet e motorit, pasi ky motorështë sinkron. Sidoqoftë, versioni me sensor është më i besueshëm dhe do të funksionojë edhe me shpejtësi shumë të ulëta, në të cilat pulset do të jenë të palexueshme.

Përveç revolucioneve, stenda jonë është në gjendje të matë disa parametra më të rëndësishëm:

• rryma e furnizimit (deri në 30A) duke përdorur një sensor aktual të bazuar në efektin e sallës ACS712;
• tensioni i furnizimit. Matur drejtpërdrejt përmes ADC-së së mikrokontrolluesit, përmes një ndarësi tensioni;
• temperatura brenda / jashtë motorit. Temperatura matet me anë të një termistori gjysmëpërçues;

Si rezultat, stendat tona janë në gjendje të matin në çdo kohë karakteristikat e mëposhtme motori:

• rryma e konsumuar;
• tensioni i konsumuar;
• konsumi i energjisë;
• fuqia dalëse;
• rrotullime të boshtit;
• momenti në bosht;
• fuqia shkon në nxehtësi;
• temperatura brenda motorit.

Motor pa furça

Parimi i funksionimit të një motori trefazor pa furça

Motori i valvulaveështë një motor sinkron i bazuar në parimin e rregullimit të frekuencës me vetësinkronizim, thelbi i të cilit është të kontrollojë vektorin e fushës magnetike të statorit në varësi të pozicionit të rotorit. Motorët e valvulave(në literaturën në gjuhën angleze BLDC ose PMSM) quhen gjithashtu motorë DC pa furça, sepse kolektori i një motori të tillë zakonisht mundësohet nga një tension konstant.

Përshkrimi i VD

Ky lloj motori është krijuar për të përmirësuar vetitë e motorëve DC. Kërkesa të larta për aktivizuesit(në veçanti, mikro-drejtuesit me shpejtësi të lartë për pozicionim të saktë) kanë çuar në përdorimin e motorë të veçantë rrymë e drejtpërdrejtë: pa kontakt motorët trefazorë rrymë direkte (BDPT ose BLDC). Strukturisht, ata i ngjajnë motorëve sinkron AC: rotori magnetik rrotullohet në një stator të laminuar me mbështjellje trefazore. Por RPM është një funksion i ngarkesës dhe tensionit të statorit. Ky funksion realizohet duke ndërruar mbështjelljet e statorit në varësi të koordinatave të rotorit. BDPT-të disponohen në versione me sensorë të veçantë në rotor dhe pa sensorë të veçantë. Sensorët e sallës përdoren si sensorë të veçantë. Nëse dizajni është pa sensorë të veçantë, atëherë mbështjelljet e statorit veprojnë si një element fiksues. Kur magneti rrotullohet, rotori shkakton një EMF në mbështjelljet e statorit, duke rezultuar në një rrymë. Kur një dredha-dredha është e fikur, sinjali që është induktuar në të matet dhe përpunohet. Ky algoritëm kërkon një procesor sinjali. Për frenimin dhe përmbysjen e BDPS, nuk nevojitet një qark i kundërt i fuqisë së urës - mjafton të aplikoni impulse kontrolli në mbështjelljet e statorit në sekuencë të kundërt.

Dallimi kryesor midis VD dhe motor sinkronështë vetësinkronizimi i tij me ndihmën e DPR, si rezultat i të cilit në VD, frekuenca e rrotullimit të fushës është proporcionale me frekuencën e rrotullimit të rotorit.

Stator

Statori i motorit pa furça

Statori është i një dizajni tradicional dhe është i ngjashëm me statorin e një makinerie induksioni. Ai përbëhet nga një trup, një bërthamë e bërë prej çeliku elektrik dhe një mbështjellje bakri të vendosur në brazda përgjatë perimetrit të bërthamës. Numri i mbështjelljeve përcakton numrin e fazave në motor. Për vetë-nisjen dhe rrotullimin, mjaftojnë dy faza - sinusi dhe kosinusi. Në mënyrë tipike, HP janë trefazorë, më rrallë katërfazorë.

Sipas metodës së vendosjes së kthesave në mbështjelljet e statorit, motorët dallohen me një forcë elektromotore të kundërt të formës trapezoidale (BLDC) dhe sinusoidale (PMSM). Sipas metodës së furnizimit, rryma elektrike fazore në llojet përkatëse të motorit ndryshon gjithashtu në mënyrë trapezoidale ose sinusoidale.

Rotor

Rotori është bërë duke përdorur magnet të përhershëm dhe zakonisht ka dy deri në tetë çifte polesh me polet e alternuara të veriut dhe jugut.

Fillimisht, magnetët e ferritit u përdorën për të bërë rotorin. Ato janë të zakonshme dhe të lira, por nuk kanë formë nivel i ulët induksioni magnetik. Në ditët e sotme, magnetët nga lidhjet e tokës së rrallë po fitojnë popullaritet, pasi ato bëjnë të mundur marrjen e nivel të lartë induksioni magnetik dhe zvogëlojnë madhësinë e rotorit.

Sensori i pozicionit të rotorit

Sensori i pozicionit të rotorit (RPR) jep reagime për pozicionin e rotorit. Funksionimi i tij mund të bazohet në parime të ndryshme - fotoelektrik, induktiv, efekt Hall, etj. Më të njohurit janë sensorët Hall dhe fotoelektrikë, pasi ato janë praktikisht inerciale dhe ju lejojnë të shpëtoni nga vonesa në kanal. reagime nga pozicioni i rotorit.

Sensori fotoelektrik, në formën e tij klasike, përmban tre fotodetektorë të fiksuar, të cilët mbyllen në mënyrë sekuenciale nga një grilë që rrotullohet në mënyrë sinkrone me rotorin. Kjo tregohet në figurën 1 (pika e verdhë). Kodi binar i marrë nga DPR kap gjashtë pozicione të ndryshme të rotorit. Sinjalet e sensorëve konvertohen nga pajisja e kontrollit në një kombinim të tensioneve të kontrollit që kontrollojnë çelsat e fuqisë, në mënyrë që në çdo cikël (fazë) të funksionimit të motorit, dy çelësa janë ndezur dhe dy nga tre mbështjelljet e armaturës lidhen në seri. në rrjet. Mbështjelljet e ankorimit U, V, W janë të vendosura në stator me një zhvendosje prej 120 ° dhe fillimet dhe skajet e tyre janë të lidhura në mënyrë që kur çelësat të ndërrohen, të krijohet një gradient rrotullues i fushave magnetike.

Sistemi i kontrollit VD

Sistemi i kontrollit përmban çelsat e fuqisë, shpesh tiristorë ose transistorë fuqie IGBT. Prej tyre është mbledhur një inverter tensioni ose një inverter aktual. Sistemi i kontrollit kryesor zakonisht zbatohet bazuar në përdorimin e një mikrokontrollues, për shkak të numrit të madh të operacioneve llogaritëse për kontrollin e motorit.

Parimi i funksionimit të VD

Parimi i funksionimit të HP-së bazohet në faktin se kontrolluesi HP i ndërron mbështjelljet e statorit në mënyrë që vektori i fushës magnetike të statorit të jetë gjithmonë ortogonal me vektorin e fushës magnetike të rotorit. Duke përdorur modulimin e gjerësisë së pulsit (PWM), kontrolluesi kontrollon rrymën që rrjedh nëpër mbështjelljet e HP-së, d.m.th. vektori i fushës magnetike të statorit, dhe në këtë mënyrë çift rrotullimi që vepron në rotorin HP është i rregulluar. Shenja në këndin ndërmjet vektorëve përcakton drejtimin e momentit që vepron në rotor.

Komutimi kryhet në mënyrë që fluksi i ngacmimit të rotorit të jetë F 0 mbahen konstante në lidhje me rrjedhën e armaturës. Si rezultat i ndërveprimit të rrjedhës së armaturës dhe ngacmimit, krijohet një çift rrotullues M, i cili kërkon të kthejë rotorin në mënyrë që flukset e armaturës dhe ngacmimi të përkojnë, por kur rotori kthehet nën veprimin e DPR, mbështjelljet ndërrohen dhe fluksi i armaturës kthehet në hapin tjetër.

Në këtë rast, vektori i rrymës që rezulton do të zhvendoset dhe do të jetë i palëvizshëm në lidhje me fluksin e rotorit, i cili krijon një çift rrotullues në boshtin e motorit.

Në mënyrën e funksionimit të motorit, MDS e statorit është përpara MDS të rotorit me një kënd prej 90 °, i cili mbahet duke përdorur DPR. Në modalitetin e frenimit, MDS e statorit mbetet prapa MDS e rotorit, këndi 90 ° ruhet gjithashtu duke përdorur DPR.

Menaxhimi i motorit

Kontrolluesi HP rregullon çift rrotullues që vepron në rotor duke ndryshuar vlerën PWM.

Ndryshe nga motor furça rryma direkte, kalimi në HP kryhet dhe monitorohet në mënyrë elektronike.

Sistemet e kontrollit që zbatojnë algoritme për rregullimin e gjerësisë së pulsit dhe modulimin e gjerësisë së pulsit në kontrollin e HP janë të përhapura.

Sistemi që ofron gamën më të gjerë të kontrollit të shpejtësisë - për motorët me kontroll vektorial. Konvertuesi i frekuencës kontrollon shpejtësinë e motorit dhe ruan lidhjen e fluksit në makinë në një nivel të caktuar.

Një tipar i rregullimit të një disku elektrik me kontroll vektorial janë koordinatat e kontrolluara të matura në sistem i palëvizshëm koordinatat shndërrohen në një sistem rrotullues, nga i cili ndahet një vlerë konstante, proporcionale me përbërësit e vektorëve të parametrave të kontrolluar, sipas të cilave kryhet formimi i veprimeve të kontrollit, pastaj kalimi i kundërt.

Disavantazhi i këtyre sistemeve është kompleksiteti i kontrollit dhe pajisje funksionale për gamë të gjerë rregullimi i shpejtësisë.

Avantazhet dhe disavantazhet e VD

Kohët e fundit, ky lloj motori po fiton me shpejtësi popullaritet, duke depërtuar në shumë industri. Përdoret në fusha të ndryshme përdorimi: nga pajisjet shtëpiake deri te mjetet hekurudhore.

VD me sistemet elektronike kontrollet shpesh kombinojnë cilësitë më të mira të motorëve pa kontakt dhe DC.

Përparësitë:

• Gama e gjerë e shpejtësisë
• Mirëmbajtje pa kontakt dhe zero - Makinë pa furça
• I përshtatshëm për përdorim në mjedise shpërthyese dhe agresive
• Çift rrotullues i lartë i mbingarkesës
• Performancë e lartë e energjisë (efikasiteti mbi 90%)

• Jetë e gjatë shërbimi, besueshmëri e lartë dhe jetëgjatësia e rritur për shkak të mungesës së kontakteve elektrike rrëshqitëse

Të metat:

• Sistemi relativisht kompleks i menaxhimit të motorit
• Kostoja e lartë e motorit për shkak të përdorimit të shtrenjtë magnet të përhershëm në dizajnin e rotorit
• Në shumë raste, është më racionale të përdoret një motor asinkron me një konvertues frekuence.

Për aplikime që kombinojnë efikasitetin maksimal të arritshëm me jashtëzakonisht të thjeshtë dhe blloqe të besueshme kontrolli (një çelës kyç që nuk përdor PWM), veçoria e mëposhtme mund të dallohet gjithashtu: Pavarësisht nga fakti se rrotullimet mund të ndryshojnë shumë nga njësia e kontrollit, një efikasitet i pranueshëm mund të arrihet vetëm në një gamë relativisht të ngushtë shpejtësish këndore. Kjo përcaktohet nga induktiviteti i mbështjelljes. Nëse shpejtësia është nën optimale, furnizimi i vazhdueshëm i rrymës në këtë fazë, pas arritjes së kufirit të fluksit magnetik, do të çojë vetëm në ngrohje të panevojshme. Me shpejtësi mbi optimale, fluksi magnetik në pol nuk do të arrijë maksimumin e tij për shkak të kohës së rritjes së rrymës së kufizuar nga induktiviteti. Shembuj të motorëve të tillë janë modele komplete pa furça. Ato duhet të jenë efikase, të lehta dhe të besueshme, dhe në mënyrë që të sigurojnë optimale shpejtësia këndore në një karakteristikë të caktuar të ngarkesës, prodhuesit prodhojnë linjat e modelit me induktanca të ndryshme (numri i rrotullimeve) mbështjellje. Në të njëjtën kohë, një numër më i vogël kthesash korrespondon me një motor më të shpejtë.

Shiko gjithashtu

Lidhjet

• http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/app/micros/avr/AVR440.htm AVR440: Kontrolli i një motori DC pa furçë dyfazor pa sensorë
• http://www.unilib.neva.ru/dl/059/CHAPTER5/Chapter5.html 5.4 Motorë të ventiluar
• http://www.imafania.narod.ru/bldc.htm Rreth motorit pa furçë dhe përdorimit motor stepper si pa furça