Modern hassas sistemleri kontrol etme sorunlarını çözmek için fırçasız motor giderek daha fazla kullanılıyor. Bu, bu tür cihazların büyük avantajının yanı sıra mikroelektroniklerin hesaplama yeteneklerinin aktif oluşumu ile karakterize edilir. Bildiğiniz gibi diğer motor çeşitlerine göre yüksek uzun tork yoğunluğu ve enerji verimliliği sağlayabilirler.
Fırçasız motorun şeması
Motor aşağıdaki parçalardan oluşur:
1. Kasanın arkası.
2. Stator.
3. Rulman.
4. Manyetik disk (rotor).
5. Rulman.
6. Sarmal stator.7. Kasanın önü.
Fırçasız bir motorun stator ve rotorun çok fazlı sargısı arasında bir ilişki vardır. Kalıcı mıknatıslara ve yerleşik bir konum sensörüne sahiptirler. Cihazın değiştirilmesi, bir valf dönüştürücü kullanılarak gerçekleştirilir ve bunun sonucunda böyle bir isim alır.
Fırçasız bir motorun devresi, bir arka kapaktan ve sensörlerin baskılı devre kartından, bir yatak kovanından, bir milden veyatak, rotor mıknatısları, yalıtım halkası, sargı, Belleville yayı, ara parçası, Hall sensörü, yalıtım, muhafaza ve teller.
Sargıların bir "yıldız" ile bağlanması durumunda, cihazın büyük sabit momentleri vardır, bu nedenle eksenleri kontrol etmek için bu montaj kullanılır. Sargıların "üçgen" ile sabitlenmesi durumunda, yüksek hızlarda çalışmak için kullanılabilirler. Çoğu zaman, kutup çiftlerinin sayısı, elektriksel ve mekanik devirlerin oranını belirlemeye yardımcı olan rotor mıknatıslarının sayısıyla hesaplanır.
Stator, demirsiz veya demir çekirdekli yapılabilir. Bu tür tasarımları ilk seçenekle kullanarak rotor mıknatıslarının çekilmemesini sağlamak mümkündür ancak aynı anda sabit tork değerindeki azalma nedeniyle motorun verimi %20 oranında düşmektedir.
Şemadan, stator akımının sargılarda üretildiği ve rotorda yüksek enerjili kalıcı mıknatıslar yardımıyla oluşturulduğu görülebilir.
Semboller: - VT1-VT7 - transistör iletişim cihazları; - A, B, C – sargı fazları;
- M – motor torku;
- DR – rotor konum sensörü; - U – motor besleme voltajı regülatörü;
- S (güney), N (kuzey) – mıknatıs yönü;
- UZ – frekans dönüştürücü;
- BR – hız sensör;
- VD – zener diyot;
- L bir indüktördür.
Motor şeması, kalıcı mıknatısların takılı olduğu bir rotorun ana avantajlarından birinin çapının küçülmesi olduğunu göstermektedir.ve sonuç olarak, atalet momentinde bir azalma. Bu tür cihazlar, cihazın içine yerleştirilebilir veya yüzeyinde bulunabilir. Bu göstergedeki bir azalma, genellikle motorun kendisinin atalet momenti dengesinin küçük değerlerine ve mile getirilen yükün, sürücünün çalışmasını zorlaştırmasına yol açar. Bu nedenle üreticiler standart ve 2-4 kat daha yüksek atalet momenti sunabilmektedir.
Çalışma ilkeleri
Bugün, çalışma prensibi cihaz kontrolörünün stator sargılarını değiştirmeye başlamasına dayanan fırçasız motor çok popüler hale geliyor. Bu nedenle, manyetik alan vektörü rotora göre her zaman 900 (-900)'e yaklaşan bir açıyla kaydırılmış halde kalır. Kontrolör, stator manyetik alanının büyüklüğü de dahil olmak üzere motor sargılarında hareket eden akımı kontrol etmek için tasarlanmıştır. Bu nedenle cihaza etki eden anı ayarlamak mümkündür. Vektörler arasındaki açının üssü, ona etki eden dönüş yönünü belirleyebilir.
Elektrik derecelerinden bahsettiğimizi dikkate almak gerekir (geometrik olanlardan çok daha küçüktürler). Örneğin, 3 çift kutuplu rotorlu fırçasız bir motorun hesabını yapalım. O zaman optimal açısı 900/3=300 olacaktır. Bu çiftler, anahtarlama sargılarının 6 fazını sağlar, daha sonra stator vektörünün 600'lük sıçramalarda hareket edebileceği ortaya çıkar. Bundan, vektörler arasındaki gerçek açının mutlaka 600 ila 600 arasında değişeceği görülebilir.1200 rotor dönüşünden başlayarak.
Çalışma prensibi, anahtarlama fazlarının dönüşüne dayanan, uyarma akışının armatürün nispeten sabit bir hareketi ile korunmasından dolayı, etkileşimleri bir dönme oluşturmaya başladıktan sonra valf motoru an. Rotoru, tüm uyarma ve armatür akışlarının birbirine denk geleceği şekilde döndürmek için acele eder. Ancak dönüş sırasında sensör sargıları değiştirmeye başlar ve akış bir sonraki adıma geçer. Bu noktada, elde edilen vektör hareket edecek, ancak rotor akısına göre tamamen sabit kalacak ve bu da sonunda bir şaft torku yaratacaktır.
Faydalar
Çalışırken fırçasız motor kullanmanın avantajlarını not edebiliriz:
- hızı değiştirmek için geniş bir aralık kullanma imkanı;
- yüksek dinamikler ve performans;
- maksimum konumlandırma doğruluğu;
- düşük bakım maliyetleri;
- cihaz patlamaya dayanıklı nesnelere atfedilebilir;
- dönme anında büyük aşırı yüklere dayanma kabiliyetine sahiptir;
- %90'dan fazla olan yüksek verimlilik;
- çalışma ömrünü ve hizmet ömrünü önemli ölçüde artıran kayan elektronik kontaklar vardır;
- uzun süreli çalışma sırasında elektrik motorunda aşırı ısınma olmaz.
Kusurlar
Çok sayıda avantajına rağmen, fırçasız motorun kullanımda dezavantajları da vardır:
- oldukça karmaşık motor kontrolü;- nispetenpahalı kalıcı mıknatıslara sahip olan tasarımında rotor kullanılması nedeniyle cihazın yüksek fiyatı.
İsteksizlik motoru
Valf relüktans motoru, anahtarlamalı bir manyetik direncin sağlandığı bir cihazdır. İçinde, dişli manyetik rotor hareket ettiğinde belirgin stator dişlerinde bulunan sargıların endüktansındaki bir değişiklik nedeniyle enerji dönüşümü meydana gelir. Cihaz, rotorun hareketine göre motor sargılarını dönüşümlü olarak kesin olarak değiştiren bir elektrik dönüştürücüsünden güç alır.
Anahtarlamalı relüktans motoru, çeşitli fiziksel yapıdaki bileşenlerin birlikte çalıştığı karmaşık bir sistemdir. Bu tür cihazların başarılı tasarımı, makine ve mekanik tasarımın yanı sıra elektronik, elektromekanik ve mikroişlemci teknolojisi hakkında derinlemesine bilgi gerektirir.
Modern cihaz, bir mikroişlemci kullanılarak entegre teknoloji ile üretilen bir elektronik dönüştürücü ile birlikte hareket eden bir elektrik motoru görevi görür. Enerji işlemede en iyi performansla yüksek kaliteli motor kontrolü yapmanızı sağlar.
Motor özellikleri
Bu tür cihazlar yüksek dinamiklere, yüksek aşırı yük kapasitesine ve hassas konumlandırmaya sahiptir. Hareketli parça olmadığından,patlayıcı agresif bir ortamda kullanımları mümkündür. Bu tür motorlara fırçasız motorlar da denir, kollektör motorlarına kıyasla ana avantajları, yükleme torkunun besleme voltajına bağlı olan hızdır. Ayrıca, cihazın kullanım kaynağını artıran, kontakları değiştiren aşınabilir ve sürtünen elemanların olmaması da bir diğer önemli özelliğidir.
BLDC motorlar
Tüm DC motorlar fırçasız olarak adlandırılabilir. Doğru akımla çalışırlar. Fırça tertibatı, rotor ve stator devrelerini elektriksel olarak birleştirmek için sağlanmıştır. Böyle bir parça en savunmasız ve bakımı ve onarımı oldukça zor olan parçadır.
BLDC motor, bu tipteki tüm senkron cihazlarla aynı prensipte çalışır. Bir güç yarı iletken dönüştürücü, bir rotor konum sensörü ve bir koordinatör içeren kapalı bir sistemdir.
AC AC motorlar
Bu cihazlar güçlerini AC şebekesinden alır. Rotorun dönme hızı ve statorun manyetik kuvvetinin ilk harmoniğinin hareketi tamamen çakışmaktadır. Bu motor alt tipi yüksek güçlerde kullanılabilir. Bu grup, kademeli ve reaktif valf cihazlarını içerir. Adımlama cihazlarının ayırt edici bir özelliği, çalışması sırasında rotorun ayrık açısal yer değiştirmesidir. Sargıların güç kaynağı yarı iletken bileşenler kullanılarak oluşturulur. Valf motoru tarafından kontrol edilirgücünün bir sargıdan diğerine geçişini yaratan rotorun sıralı yer değiştirmesi. Bu cihaz, ilki bir başlatma sargısı veya bir faz kaydırma devresi içerebilen ve ayrıca manuel olarak başlatılabilen tek, üç ve çok fazlı olarak ayrılabilir.
Senkron motorun çalışma prensibi
Valf senkron motoru, rotor ve statorun manyetik alanlarının etkileşimi temelinde çalışır. Şematik olarak, dönme sırasındaki manyetik alan, stator manyetik alanının hızında hareket eden aynı mıknatısların artıları ile temsil edilebilir. Rotor alanı, stator alanıyla senkronize olarak dönen kalıcı bir mıknatıs olarak da gösterilebilir. Aparatın miline uygulanan harici bir torkun yokluğunda eksenler tamamen çakışmaktadır. Etki eden çekim kuvvetleri kutupların tüm ekseni boyunca geçer ve birbirini dengeleyebilir. Aralarındaki açı sıfıra ayarlanmıştır.
Makine miline fren torku uygulanırsa, rotor gecikmeli olarak yana doğru hareket eder. Bu nedenle, çekici kuvvetler, pozitif göstergeler ekseni boyunca yönlendirilen ve kutupların eksenine dik olan bileşenlere ayrılır. İvme yaratan, yani milin dönüş yönünde hareket etmeye başlayan harici bir moment uygulanırsa, alanların etkileşiminin resmi tamamen tersine değişecektir. Açısal yer değiştirmenin yönü tersine dönüşmeye başlar ve buna bağlı olarak teğet kuvvetlerin yönü değişir veelektromanyetik an. Bu senaryoda, motor bir fren haline gelir ve cihaz, mile verilen mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren bir jeneratör olarak çalışır. Ardından statoru besleyen ağa yönlendirilir.
Dışarı olmadığında, göze çarpan kutup momenti, stator manyetik alanının kutuplarının ekseninin boyuna olanla çakışacağı bir pozisyon almaya başlayacaktır. Bu yerleşim, statordaki minimum akış direncine karşılık gelecektir.
Makine miline frenleme torku uygulanırsa, akış en düşük dirençte kapanma eğilimi gösterdiğinden rotor sapacak ve stator manyetik alanı deforme olacaktır. Bunu belirlemek için, noktaların her birinde yönü kuvvetin hareketine karşılık gelecek olan kuvvet çizgilerine ihtiyaç vardır, bu nedenle alandaki bir değişiklik teğet bir etkileşimin ortaya çıkmasına neden olacaktır.
Senkron motorlardaki tüm bu süreçleri göz önünde bulundurarak, çeşitli makinelerin tersine çevrilebilirliğinin, yani herhangi bir elektrikli aygıtın dönüştürülen enerjinin yönünü tersine değiştirme yeteneğinin ispat ilkesini tanımlayabiliriz.
Kalıcı mıknatıslı fırçasız motorlar
Sabit mıknatıslı motor ciddi savunma ve endüstriyel uygulamalar için kullanılır, çünkü böyle bir cihaz büyük bir güç rezervine ve verimliliğe sahiptir.
Bu cihazlar çoğunlukla nispeten düşük güç tüketiminin veküçük boyutlar. Teknolojik kısıtlamalar olmaksızın çeşitli boyutlara sahip olabilirler. Aynı zamanda, büyük cihazlar tamamen yeni değil, çoğunlukla bu cihazların menzilini sınırlayan ekonomik zorlukların üstesinden gelmeye çalışan şirketler tarafından üretiliyor. Rotor kayıpları ve yüksek güç yoğunluğu nedeniyle yüksek verimlilik gibi kendi avantajlarına sahiptirler. Fırçasız motorları kontrol etmek için değişken frekanslı bir sürücüye ihtiyacınız var.
Bir maliyet-fayda analizi, kalıcı mıknatıslı cihazların diğer alternatif teknolojilere göre çok daha fazla tercih edildiğini gösteriyor. Çoğu zaman, deniz motorlarının çalışması için oldukça ağır bir programa sahip endüstriler için, askeri ve savunma sanayilerinde ve sayıları sürekli artan diğer birimlerde kullanılırlar.
Jet motoru
Anahtarlamalı relüktans motoru, taban tabana zıt stator kutuplarının etrafına kurulan iki fazlı sargılar kullanarak çalışır. Güç kaynağı kutuplara göre rotora doğru hareket eder. Böylece muhalefeti tamamen minimuma indirildi.
El yapımı DC motor, ters çevirme işlemi için optimize edilmiş manyetizma ile yüksek verimli sürüş hızı sağlar. Rotorun konumuyla ilgili bilgiler, sürekli ve düzgün tork elde etmek için en uygun olduğundan, voltaj kaynağının fazlarını kontrol etmek için kullanılır.tork ve yüksek verimlilik.
Jet motoru tarafından üretilen sinyaller, endüktansın açısal doymamış fazı üzerine bindirilir. Minimum kutup direnci tamamen cihazın maksimum endüktansına karşılık gelir.
Olumlu bir an, yalnızca göstergeler pozitif olduğunda açılarda elde edilebilir. Düşük hızlarda, elektroniği yüksek volt saniyelerden korumak için faz akımı mutlaka sınırlandırılmalıdır. Dönüştürme mekanizması bir reaktif enerji hattı ile gösterilebilir. Güç küresi, mekanik enerjiye dönüştürülen gücü karakterize eder. Ani bir kapatma durumunda, statöre aşırı veya artık kuvvet geri döner. Manyetik alanın cihazın performansı üzerindeki etkisinin minimum göstergeleri, benzer cihazlardan temel farkıdır.
