Motorri rrymë e vazhdueshme thirrur Motor elektrik, mundësuar nga rryma e vazhdueshme. Nëse është e nevojshme, merrni një motor me çift rrotullues të lartë me shpejtësi relativisht të ulëta. Strukturisht, Inrunners janë më të thjeshtë për shkak të faktit se një stator i palëvizshëm mund të shërbejë si strehim. Pajisjet e fiksimit mund të montohen në të. Në rastin e Outrunners, e gjithë pjesa e jashtme rrotullohet. Motori fiksohet duke përdorur një bosht fiks ose pjesë të statorit. Në rastin e një motori me rrota, fiksimi kryhet në boshtin fiks të statorit, telat drejtohen në stator përmes një boshti të uritur prej më pak se 0,5 mm.

Motorri rrymë alternative thirrur motor elektrik i fuqizuar nga rryma alternative. Ekzistojnë llojet e mëposhtme të motorëve AC:

Ekziston gjithashtu një UKM (motor komutator universal) me funksionin e funksionimit si në rrymë alternative ashtu edhe në atë të drejtpërdrejtë.

Një lloj tjetër motori është motor stepper me një numër të kufizuar pozicionesh të rotorit. Një pozicion i caktuar i specifikuar i rotorit fiksohet duke aplikuar fuqi në mbështjelljet e nevojshme përkatëse. Kur tensioni i furnizimit hiqet nga një dredha-dredha dhe transferohet te të tjerët, ndodh një proces kalimi në një pozicion tjetër.

Një motor AC kur fuqizohet nëpërmjet një rrjeti industrial zakonisht nuk arrin shpejtësia e rrotullimit më shumë se tre mijë rrotullime në minutë. Për këtë arsye, nëse është e nevojshme, merrni më shumë frekuencave të larta përdoret një motor komutator, përfitime shtesë i cili është i lehtë dhe kompakt duke ruajtur fuqinë e kërkuar.

Ndonjëherë përdoret gjithashtu një mekanizëm i veçantë transmetimi i quajtur shumëzues, i cili ndryshon parametrat kinematikë të pajisjes në ato të kërkuara treguesit teknikë. Njësitë komutator ndonjëherë zënë deri në gjysmën e hapësirës së të gjithë motorit, kështu që motorët elektrikë AC zvogëlohen në madhësi dhe bëhen më të lehta në peshë duke përdorur një konvertues frekuence, dhe ndonjëherë për shkak të pranisë së një rrjeti me një frekuencë të rritur deri në 400 Hz.

Jeta e shërbimit të çdo motori asinkron AC është dukshëm më e lartë se ajo e një motori komutator. Është përcaktuar gjendja e izolimit të mbështjelljeve dhe kushinetave. Një motor sinkron, kur përdoret një inverter dhe një sensor i pozicionit të rotorit, konsiderohet një analog elektronik i një motori klasik të krehur që mbështet funksionimin përmes rrymës direkte.

Motor DC pa furça. Informacione të përgjithshme dhe dizajni i pajisjes

Një motor DC pa furça quhet gjithashtu një motor DC pa furça trefazore. Është një pajisje sinkrone, parimi i funksionimit të së cilës bazohet në rregullimin e vetë-sinkronizuar të frekuencës, për shkak të së cilës ndodh kontrolli i vektorit (bazuar në pozicionin e rotorit) fushë magnetike stator.

Kontrollorët e motorëve të këtij lloji shpesh ushqehen nga tensioni konstant, ku ata marrin emrin e tyre. Në literaturën teknike angleze, një motor valvul quhet PMSM ose BLDC.

Motori elektrik pa furça u krijua kryesisht për të optimizuar fuqinë çdo motor DC përgjithësisht. TE aktivizues Një pajisje e tillë (veçanërisht një mikrodrive me shpejtësi të lartë me pozicionim të saktë) kishte kërkesa shumë të larta.

Kjo, ndoshta, çoi në përdorimin e pajisjeve të tilla specifike të rrymës direkte, motorë trefazorë pa furça, të quajtur edhe motorë BLDC. Ato janë pothuajse identike në dizajn motorët sinkron rrymë alternative, ku rrotullimi i rotorit magnetik ndodh në një stator konvencional të laminuar në prani të mbështjelljeve trefazore, dhe numri i rrotullimeve varet nga voltazhi dhe ngarkesa e statorit. Në bazë të koordinatave të caktuara të rotorit, ndërrohen mbështjelljet e ndryshme të statorit.

Motorët DC pa furça mund të ekzistojnë pa ndonjë sensor të veçantë, megjithatë, ndonjëherë ata janë të pranishëm në rotor, siç është një sensor Hall. Nëse pajisja funksionon pa një sensor shtesë, atëherë mbështjelljet e statorit shërbejnë si element fiksues. Pastaj rryma lind për shkak të rrotullimit të magnetit kur rotori shkakton një EMF në mbështjelljen e statorit.

Nëse njëra nga mbështjelljet është e fikur, sinjali që është induktuar do të matet dhe do të përpunohet më tej, megjithatë, ky parim funksionimi është i pamundur pa një profesor të përpunimit të sinjalit. Por për të kthyer ose frenuar një motor të tillë elektrik, nuk nevojitet një qark urë - do të jetë e mjaftueshme për të furnizuar pulset e kontrollit në sekuencë të kundërt në mbështjelljet e statorit.

Në një VD (motor me ndërprerje) një induktor në formën e një magneti të përhershëm ndodhet në rotor, dhe mbështjellja e armaturës është në stator. Bazuar në pozicionin e rotorit, gjenerohet tensioni i furnizimit të të gjitha mbështjelljeve motor elektrik. Kur një kolektor përdoret në dizajne të tilla, funksioni i tij do të kryhet nga një ndërprerës gjysmëpërçues në një motor ndërprerës.

Dallimi kryesor midis motorëve sinkron dhe valvulave është vetë-sinkronizimi i këtij të fundit duke përdorur DPR, i cili përcakton shpejtësinë proporcionale të rrotullimit të rotorit dhe fushës.

Me shpesh motor elektrik pa furça DC përdoret në fushat e mëposhtme:

Stator

Kjo pajisje ka një dizajn klasik dhe i ngjan të njëjtës pajisje makinë asinkrone. Përfshin bërthama e mbështjelljes së bakrit(e vendosur rreth perimetrit në brazda), e cila përcakton numrin e fazave dhe strehimin. Zakonisht fazat e sinusit dhe kosinusit janë të mjaftueshme për rrotullim dhe vetë-nisje, megjithatë, motori i valvulës shpesh krijohet si trefazor ose edhe katërfazor.

Motorë elektrikë me mbrapsht forca elektromotore Sipas llojit të vendosjes së kthesave në mbështjelljen e statorit, ato ndahen në dy lloje:

• formë sinusoidale;
• formë trapezoidale.

Në llojet përkatëse të motorëve, rryma e fazës elektrike ndryshon gjithashtu sipas metodës së furnizimit, në mënyrë sinusoidale ose trapezoidale.

Rotor

Në mënyrë tipike, rotori është bërë nga magnet të përhershëm me një numër çiftesh polesh nga dy në tetë, të cilat, nga ana tjetër, alternojnë nga veriu në jug ose anasjelltas.

Magnetët e ferritit konsiderohen më të zakonshëm dhe më të lirë për të bërë një rotor, por disavantazhi i tyre është nivel i ulët induksioni magnetik Prandaj, materiale të tilla tani po zëvendësohen nga pajisje të bëra nga lidhjet e elementeve të ndryshme të tokës së rrallë, pasi ato mund të ofrojnë nivel të lartë induksioni magnetik, i cili, nga ana tjetër, bën të mundur zvogëlimin e madhësisë së rotorit.

DPR

Sensori i pozicionit të rotorit siguron reagimet. Bazuar në parimin e funksionimit, pajisja ndahet në nëntipet e mëposhtme:

• induktiv;
• fotoelektrike;
• Sensori i efektit Hall.

Lloji i fundit ka fituar popullaritetin më të madh për shkak të tij veti pothuajse absolute pa inerci dhe aftësia për të hequr qafe vonesat në kanalet e reagimit bazuar në pozicionin e rotorit.

Sistemi I kontrollit

Sistemi i kontrollit përbëhet nga çelsat e fuqisë, ndonjëherë edhe nga tiristorë ose tranzistorë të fuqisë, duke përfshirë një portë të izoluar, që çon në një montim të inverterit aktual ose të inverterit të tensionit. Procesi i menaxhimit të këtyre çelësave zbatohet më shpesh duke përdorur një mikrokontrollues, i cili kërkon një numër të madh operacionesh llogaritëse për të kontrolluar motorin.

Parimi i funksionimit

Funksionimi i motorit është që kontrolluesi ndërron një numër të caktuar mbështjelljesh të statorit në atë mënyrë që vektori i fushave magnetike të rotorit dhe statorit të jetë ortogonal. Përdorimi i PWM (modulimi i gjerësisë së pulsit) Kontrolluesi kontrollon rrymën që rrjedh nëpër motor dhe rregullon çift rrotullues të ushtruar në rotor. Drejtimi i këtij momenti të veprimit përcaktohet nga shenja e këndit midis vektorëve. Shkallët elektrike përdoren në llogaritjet.

Ndërrimi duhet të bëhet në atë mënyrë që F0 (fluksi i ngacmimit të rotorit) të mbahet konstant në raport me fluksin e armaturës. Me ndërveprimin e një ngacmimi të tillë dhe fluksit të armaturës, formohet një çift rrotullues M, i cili tenton të rrotullojë rotorin dhe, paralelisht, të sigurojë koincidencën e ngacmimit dhe fluksit të armaturës. Megjithatë, ndërsa rotori rrotullohet, mbështjelljet e ndryshme ndërrohen nën ndikimin e sensorit të pozicionit të rotorit, duke bërë që rrjedha e armaturës të kthehet drejt hapit tjetër.

Në një situatë të tillë, vektori që rezulton zhvendoset dhe bëhet i palëvizshëm në lidhje me rrjedhën e rotorit, i cili, nga ana tjetër, krijon çift rrotullues të nevojshëm në boshtin e motorit elektrik.

Kontrolli i motorit

Kontrolluesi i një motori DC pa furça rregullon çift rrotullues që vepron në rotor duke ndryshuar sasinë e modulimit të gjerësisë së pulsit. Ndërrimi është i kontrolluar dhe kryhet në mënyrë elektronike, ndryshe nga një motor konvencional DC i krehur. Gjithashtu të zakonshme janë sistemet e kontrollit që zbatojnë modulimin e gjerësisë së pulsit dhe algoritmet e kontrollit të gjerësisë së pulsit për rrjedhën e punës.

Motorët ndezur kontrolli i vektorit siguroni gamën më të gjerë të njohur për rregullimin e shpejtësisë tuaj. Rregullimi i kësaj shpejtësie, si dhe ruajtja e lidhjes së fluksit në nivelin e kërkuar, ndodh falë konvertuesit të frekuencës.

Një tipar i rregullimit të një disku elektrik bazuar në kontrollin e vektorit është prania e koordinatave të kontrolluara. Ata jane ne sistem fiks Dhe shndërrohen në rrotulluese, duke theksuar një vlerë konstante proporcionale me parametrat e kontrolluar të vektorit, për shkak të së cilës formohet një veprim kontrolli, dhe më pas një tranzicion i kundërt.

Pavarësisht nga të gjitha avantazhet e një sistemi të tillë, ai shoqërohet gjithashtu nga një disavantazh në formën e vështirësisë në kontrollin e pajisjes për të rregulluar shpejtësinë në një gamë të gjerë.

Avantazhet dhe disavantazhet

Në ditët e sotme, në shumë industri, ky lloj motori është në kërkesë të madhe, sepse motori elektrik DC pa furçë kombinon pothuajse të gjitha më së shumti. cilësitë më të mira pa kontakt dhe lloje të tjera të motorëve.

Përparësitë e pamohueshme të një motori valvul janë:

Pavarësisht domethënëse pika pozitive, V motor DC pa furça Ka gjithashtu disa disavantazhe:

Nisur nga sa më sipër dhe mungesa e zhvillimit elektronikë moderne në rajon, shumë besojnë ende përdorimin e duhur një motor konvencional asinkron me një konvertues frekuence.

Motor DC pa furçë trefazor

Ky lloj motori ka karakteristika të shkëlqyera, veçanërisht kur kryeni kontroll duke përdorur sensorë pozicioni. Nëse momenti i rezistencës ndryshon ose është plotësisht i panjohur, dhe gjithashtu nëse është e nevojshme të arrihet çift ​​rrotullues më i lartë i fillimit Përdoret kontrolli i sensorit. Nëse sensori nuk përdoret (zakonisht në tifozë), kontrolli ju lejon të bëni pa komunikim me tela.

Karakteristikat e kontrollit të një motori trefazor pa furça pa sensor pozicioni:

Karakteristikat e kontrollit motor trefazor pa furça me një sensor pozicioni duke përdorur shembullin e një sensori Hall:

konkluzioni

Motori DC pa furça ka shumë përparësi dhe do të bëhet një zgjedhje e denjë për përdorim si nga specialistët ashtu edhe nga njerëzit e zakonshëm.

Motorët pa furça ofrojnë fuqi të përmirësuar për kilogram (peshë neto) dhe gamë të gjerë shpejtësia e rrotullimit; Efikasiteti i këtij termocentrali është gjithashtu mbresëlënës. Është e rëndësishme që instalimi praktikisht të mos lëshojë ndërhyrje radio. Kjo ju lejon të vendosni pajisje të ndjeshme ndaj ndërhyrjeve pranë saj pa frikë për funksionimin e duhur të të gjithë sistemit.

Motori pa furça gjithashtu mund të vendoset dhe përdoret në ujë, kjo nuk do të ndikojë negativisht në të. Gjithashtu, dizajni i tij lejon vendndodhjen në mjedise agresive. Sidoqoftë, në këtë rast, duhet të mendoni paraprakisht për vendndodhjen e njësisë së kontrollit. Mos harroni se vetëm me funksionimin e kujdesshëm dhe të kujdesshëm të termocentralit do të funksionojë në prodhimin tuaj me efikasitet dhe pa probleme për shumë vite.

Mënyrat e funksionimit afatgjatë dhe afatshkurtër janë bazë për bazat e të dhënave. Për shembull, për një shkallë lëvizëse ose transportues, një mënyrë funksionimi afatgjatë është i përshtatshëm, në të cilin motori elektrik funksionon në mënyrë statike për një numër të gjatë orësh. Për funksionimin afatgjatë, sigurohet një rritje e transferimit të nxehtësisë së jashtme: lëshimi i nxehtësisë në mjedis duhet të tejkalojë çlirimin e brendshëm të nxehtësisë së termocentralit.

Në modalitetin e funksionimit afatshkurtër, motori nuk duhet të ketë kohë të nxehet në vlerën maksimale të temperaturës gjatë funksionimit të tij, d.m.th. duhet të fiket përpara kësaj pike. Gjatë pushimeve midis ndezjes dhe funksionimit të motorit, ai duhet të ketë kohë të ftohet. Pikërisht kështu funksionojnë motorët pa furçë në mekanizmat ngritës, rroje elektrike, tharëse flokësh dhe pajisje të tjera elektrike moderne.

Rezistenca e mbështjelljes së motorit lidhet me koeficientin veprim i dobishëm termocentrali. Efikasiteti maksimal mund të arrihet me rezistencën më të ulët të mbështjelljes.

Tensioni maksimal i funksionimit është vlera maksimale e tensionit që mund të aplikohet në mbështjelljen e statorit të një termocentrali. Tensioni maksimal i funksionimit lidhet drejtpërdrejt me shpejtesi maksimale motori dhe vlera maksimale e rrymës së mbështjelljes. Vlera maksimale rryma e mbështjelljes është e kufizuar nga mundësia e mbinxehjes së mbështjelljes. Është për këtë arsye që një kusht opsional, por i rekomanduar i funksionimit për motorët elektrikë është temperatura negative mjedisi. Kjo ju lejon të kompensoni ndjeshëm mbinxehjen e termocentralit dhe të rrisni kohëzgjatjen e funksionimit të tij.

Fuqia maksimale e motorit është fuqia maksimale që sistemi mund të arrijë në pak sekonda. Vlen të merret në konsideratë punë e gjatë motor elektrik i ndezur fuqi maksimale do të çojë në mënyrë të pashmangshme në mbinxehje të sistemit dhe dështim të funksionimit të tij.

Fuqia e vlerësuar është fuqia që mund të zhvillojë termocentrali gjatë periudhës periodike të lejuar të funksionimit të deklaruar nga prodhuesi (një fillim).

Këndi i avancimit të fazës sigurohet në motorin elektrik për shkak të nevojës për të kompensuar vonesën e ndërrimit të fazës.

Pajisjet shtëpiake dhe mjekësore, modelimi i avionëve, mbyllja e tubave për tubacionet e gazit dhe naftës - kjo është larg listën e plotë fushat e aplikimit të motorëve DC pa furçë (BD). Le të shohim dizajnin dhe parimin e funksionimit të këtyre aktivizuesve elektromekanikë për të kuptuar më mirë avantazhet dhe disavantazhet e tyre.

Informacion i përgjithshëm, pajisja, fusha e aplikimit

Një nga arsyet e interesimit për BD është nevoja e shtuar për mikromotorë me shpejtësi të lartë me pozicionim të saktë. Struktura e brendshme e disqeve të tillë është paraqitur në Figurën 2.

Oriz. 2. Dizajni i motorit pa furça

Siç mund ta shihni, dizajni përbëhet nga një rotor (armaturë) dhe një stator, i pari ka një magnet të përhershëm (ose disa magnet të rregulluar në një mënyrë të caktuar), dhe i dyti është i pajisur me mbështjellje (B) për të krijuar një fushë magnetike. .

Vlen të përmendet se këta mekanizma elektromagnetikë mund të jenë ose me një armaturë të brendshme (ky lloj dizajni mund të shihet në figurën 2) ose të jashtëm (shih Figurën 3).

Oriz. 3. Dizajni i jashtëzakonshëm

Prandaj, secila prej modeleve ka një fushë të veçantë aplikimi. Pajisjet me një armaturë të brendshme kanë shpejtësi e lartë rrotullimi, prandaj ato përdoren në sistemet e ftohjes si termocentralet drone etj. Aktivizuesit e jashtëm të rotorit përdoren aty ku kërkohet pozicionimi i saktë dhe rezistenca e çift rrotullues (robotikë, pajisje mjekësore, makina CNC, etj.).

Parimi i funksionimit

Ndryshe nga disqet e tjera, për shembull, një makinë asinkrone AC, BD kërkon një kontrollues të veçantë për të funksionuar, i cili ndez mbështjelljet në atë mënyrë që vektorët e fushave magnetike të armaturës dhe statorit të jenë ortogonale me njëri-tjetrin. Kjo është, në thelb, pajisja drejtuese rregullon çift rrotullues që vepron në armaturën DB. Ky proces tregohet qartë në Figurën 4.

Siç mund ta shihni, për çdo lëvizje të armaturës është e nevojshme të kryhet një komutim i caktuar në mbështjelljen e statorit të një motori të tipit pa furça. Ky parim i funksionimit nuk lejon kontroll të qetë të rrotullimit, por bën të mundur fitimin e shpejtë të vrullit.

Dallimet midis motorëve të krehur dhe pa furçë

Lloji i makinës së kolektorit ndryshon nga BD si karakteristikat e projektimit(shih Fig. 5.), dhe parimi i funksionimit.

Oriz. 5. A – motor i krehur, B – pa furçë

Le të shqyrtojmë dallimet në dizajn. Nga Figura 5 mund të shihet se rotori (1 në figurën 5) i një motori të tipit komutator, ndryshe nga ai pa furça, ka mbështjellje me qark i thjeshtë dredha-dredha dhe magnete të përhershme (zakonisht dy) janë instaluar në stator (2 në Fig. 5). Për më tepër, në bosht është instaluar një komutator, në të cilin janë lidhur furça, duke furnizuar tensionin në mbështjelljet e armaturës.

Le të flasim shkurtimisht për parimin e funksionimit makina kolektore. Kur voltazhi aplikohet në njërën nga mbështjelljet, ai ngacmohet dhe formohet një fushë magnetike. Ajo ndërvepron me magnet të përhershëm, kjo bën që armatura dhe kolektori i vendosur mbi të të rrotullohen. Si rezultat, energjia furnizohet me dredha-dredha tjetër dhe cikli përsëritet.

Frekuenca e rrotullimit të një armature të këtij dizajni varet drejtpërdrejt nga intensiteti i fushës magnetike, e cila, nga ana tjetër, është drejtpërdrejt proporcionale me tensionin. Kjo është, për të rritur ose ulur shpejtësinë, mjafton të rritet ose të ulet niveli i fuqisë. Dhe për ta kthyer atë, është e nevojshme të ndërroni polaritetin. Kjo metodë kontrolli nuk kërkon një kontrollues të veçantë, pasi kontrolluesi i goditjes mund të bëhet në bazë rezistencë e ndryshueshme, dhe një ndërprerës i rregullt do të funksionojë si një inverter.

Ne diskutuam tiparet e projektimit të motorëve pa furça në seksionin e mëparshëm. Siç e mbani mend, lidhja e tyre kërkon një kontrollues të veçantë, pa të cilin ata thjesht nuk do të funksionojnë. Për të njëjtën arsye, këta motorë nuk mund të përdoren si gjenerator.

Vlen gjithashtu të përmendet se në disa disqe të këtij lloji për më shumë menaxhim efektiv Pozicioni i rotorit monitorohet duke përdorur sensorë Hall. Kjo përmirëson ndjeshëm karakteristikat e motorëve pa furça, por rrit koston e një dizajni tashmë të shtrenjtë.

Si të filloni një motor pa furça?

Për të funksionuar disqet e këtij lloji, do t'ju duhet një kontrollues i veçantë (shih Fig. 6). Pa të, nisja është e pamundur.

Oriz. 6. Kontrollorët e motorëve pa furçë për modelim

Nuk ka kuptim të montoni vetë një pajisje të tillë, do të jetë më e lirë dhe më e besueshme për të blerë një të gatshme. Ju mund ta zgjidhni atë nga karakteristikat e mëposhtme, karakteristikë e drejtuesve të kanalit PWM:

• Forca maksimale e lejueshme e rrymës, kjo karakteristikë jepet për funksionimin normal të pajisjes. Shumë shpesh, prodhuesit tregojnë këtë parametër në emrin e modelit (për shembull, Phoenix-18). Në disa raste, jepet një vlerë për një modalitet të pikut që kontrolluesi mund ta ruajë për disa sekonda.
• Tensioni nominal maksimal për funksionimin e vazhdueshëm.
• Rezistenca e qarqeve të brendshme të kontrolluesit.
• Shpejtësia e lejuar tregohet në rpm. Përtej kësaj vlere, kontrolluesi nuk do të lejojë rritjen e rrotullimit (kufizimi zbatohet në niveli i programit). Ju lutemi vini re se shpejtësia jepet gjithmonë për disqet me dy pole. Nëse ka më shumë çifte polesh, ndani vlerën me numrin e tyre. Për shembull, numri i treguar është 60000 rpm, pra, për 6 motor magnetik shpejtësia e rrotullimit do të jetë 60000/3=20000 prm.
• Frekuenca e pulseve të gjeneruara, për shumicën e kontrolluesve ky parametër varion nga 7 në 8 kHz, më shumë modele të shtrenjta ju lejon të riprogramoni parametrin, duke e rritur atë në 16 ose 32 kHz.

Ju lutemi vini re se tre karakteristikat e para përcaktojnë fuqinë e bazës së të dhënave.

Kontrolli i motorit pa furça

Siç u përmend më lart, ndërrimi i mbështjelljes së makinës kontrollohet në mënyrë elektronike. Për të përcaktuar se kur duhet të ndërrohet, shoferi monitoron pozicionin e armaturës duke përdorur sensorë Hall. Nëse disku nuk është i pajisur me detektorë të tillë, atëherë merret parasysh EMF e pasme që ndodh në mbështjelljet e palidhura të statorit. Kontrolluesi, i cili në thelb është një kompleks harduer-software, monitoron këto ndryshime dhe vendos rendin e ndërrimit.

Motor DC pa furçë trefazor

Shumica e bazave të të dhënave zbatohen në dizajn trefazor. Për të kontrolluar një makinë të tillë, kontrolluesi ka një konvertues Tensioni DC në pulsin trefazor (shih Fig. 7).

Figura 7. Diagramet e tensionit OBD

Për të shpjeguar se si funksionon një motor i tillë valvulash, së bashku me Figurën 7, duhet të merrni parasysh Figurën 4, e cila tregon nga ana tjetër të gjitha fazat e funksionimit të makinës. Le t'i shkruajmë ato:

1. Një impuls pozitiv zbatohet në bobinat "A", ndërsa një impuls negativ zbatohet në "B", si rezultat i lëvizjes së armaturës. Sensorët do të regjistrojnë lëvizjen e tij dhe do të dërgojnë një sinjal për ndërrimin e radhës.
2. Spiralja "A" fiket dhe një impuls pozitiv shkon në "C" ("B" mbetet i pandryshuar), më pas një sinjal dërgohet në grupin tjetër të pulseve.
3. "C" është pozitive, "A" është negative.
4. Një palë punime "B" dhe "A", të cilat marrin impulse pozitive dhe negative.
5. Një impuls pozitiv ri-aplikohet në "B", dhe një puls negativ në "C".
6. Bobinat "A" janë ndezur (+ jepet) dhe pulsi negativ në "C" përsëritet. Pastaj cikli përsëritet.

Në thjeshtësinë e dukshme të kontrollit ka shumë vështirësi. Është e nevojshme jo vetëm të monitorohet pozicioni i armaturës për të prodhuar serinë e ardhshme të pulseve, por edhe të kontrollohet shpejtësia e rrotullimit duke rregulluar rrymën në mbështjellje. Përveç kësaj, ju duhet të zgjidhni parametrat më optimale për përshpejtimin dhe frenimin. Vlen gjithashtu të kujtohet se kontrolluesi duhet të jetë i pajisur me një njësi që ju lejon të kontrolloni funksionimin e tij. Pamja e jashtme një pajisje e tillë shumëfunksionale mund të shihet në Figurën 8.

Oriz. 8. Kontrollues i kontrollit të motorit pa furça me shumë funksione

Avantazhet dhe disavantazhet

Motori elektrik pa furça ka shumë përparësi, përkatësisht:

• Jeta e shërbimit është dukshëm më e gjatë se ajo e analogëve konvencionale të kolektorëve.
• Efikasitet i lartë.
• Thirrje e shpejtë shpejtesi maksimale rrotullimi.
• Është më i fuqishëm se CD.
• Mungesa e shkëndijave gjatë funksionimit lejon që disku të përdoret në kushte të rrezikshme nga zjarri.
• Nuk kërkohet ftohje shtesë.
• Lehtë për t'u përdorur.

Tani le të shohim të këqijat. Disavantazh i rëndësishëm, e cila kufizon përdorimin e bazës së të dhënave - ato janë relativisht cmim i larte(përfshirë çmimin e shoferit). Ndër shqetësimet është pamundësia për të përdorur bazën e të dhënave pa një drejtues, madje edhe për aktivizim afatshkurtër, për shembull, për të kontrolluar funksionalitetin e saj. Riparime problematike, veçanërisht nëse kërkohet mbështjellja.

Parimi i funksionimit të një motori DC pa furça (BCDC) ka qenë i njohur për një kohë shumë të gjatë, dhe motorët pa furçë kanë qenë gjithmonë një alternativë interesante ndaj zgjidhjeve tradicionale. Pavarësisht kësaj, të ngjashme makina elektrike gjendet vetëm në shekullin e 21-të aplikim të gjerë në teknologji. Faktori vendimtar për zbatimin e gjerë ishte ulja e shumëfishtë e kostos së elektronikës së kontrollit të makinës BDKP.

Probleme me motorët e krehur

Në një nivel themelor, puna e çdo motori elektrik është të konvertojë energji elektrike te mekanike. Ekzistojnë dy fenomene kryesore fizike që qëndrojnë në themel të projektimit të makinave elektrike:

Motori është projektuar në atë mënyrë që fushat magnetike të krijuara në secilin prej magneteve të ndërveprojnë gjithmonë me njëra-tjetrën, duke i dhënë rrotullimit të rotorit. Motor elektrik tradicional DC përbëhet nga katër pjesë kryesore:

• stator (një element i palëvizshëm me një unazë magnetësh);
• armaturë (element rrotullues me mbështjellje);
• furça karboni;
• koleksionist.

Ky dizajn parashikon rrotullimin e armaturës dhe komutatorit në të njëjtin bosht në krahasim me furçat e palëvizshme. Rryma kalon nga burimi përmes burimit të ngarkuar kontakt i mirë furçat në komutator, i cili shpërndan energjinë elektrike midis mbështjelljeve të armaturës. Fusha magnetike e induktuar në këtë të fundit ndërvepron me magnetët e statorit, gjë që bën që statori të rrotullohet.

Disavantazhi kryesor motor tradicionalështë se kontakti mekanik në furça nuk mund të sigurohet pa fërkim. Me rritjen e shpejtësisë, problemi bëhet më i theksuar. Njësia e kolektorit konsumohet me kalimin e kohës dhe, përveç kësaj, është e prirur ndaj ndezjes dhe është e aftë të jonizojë ajri i ambientit. Kështu, përkundër thjeshtësisë dhe kostos së ulët të prodhimit, Motorë të tillë elektrikë kanë disa disavantazhe të pakapërcyeshme:

• veshja e furçave;
• zhurma elektrike për shkak të harkut;
• kufizimet maksimale të shpejtësisë;
• vështirësi me ftohjen e një elektromagneti rrotullues.

Ardhja e teknologjisë së procesorit dhe transistorëve të fuqisë i lejoi projektuesit të braktisnin njësinë e komutimit mekanik dhe të ndryshonin rolin e rotorit dhe statorit në një motor elektrik DC.

Parimi i funksionimit të BDKP-së

Në një motor elektrik pa furça, ndryshe nga paraardhësi i tij, roli çelës mekanik kryen një konvertues elektronik. Kjo lejon zbatimin e një qarku "brenda jashtë" BDKP - mbështjelljet e tij janë të vendosura në stator, gjë që eliminon nevojën për një kolektor.

Me fjalë të tjera, ndryshimi kryesor themelor midis motor klasik dhe BDKP është se në vend të magnetëve të palëvizshëm dhe mbështjelljeve rrotulluese, kjo e fundit përbëhet nga mbështjellje të palëvizshme dhe magnet rrotullues. Përkundër faktit se vetë ndërrimi ndodh në një mënyrë të ngjashme, zbatimi i tij fizik në disqet pa furça është shumë më kompleks.

Çështja kryesore është kontrolli i saktë i motorit pa furça, i cili përfshin sekuencë e saktë dhe frekuenca e kalimit të seksioneve individuale të mbështjelljes. Ky problem është i zgjidhshëm në mënyrë konstruktive vetëm nëse është e mundur të përcaktohet vazhdimisht pozicioni aktual i rotorit.

Të dhënat e nevojshme për përpunimin elektronik merren në dy mënyra:

• zbulimi i pozicionit absolut të boshtit;
• duke matur tensionin e induktuar në mbështjelljet e statorit.

Për të zbatuar kontrollin në mënyrën e parë, më shpesh përdoren çifte optike ose sensorë Hall të montuar fiks në stator, të cilët i përgjigjen fluksit magnetik të rotorit. Avantazhi kryesor sisteme të ngjashme mbledhja e informacionit për pozicionin e boshtit është performanca e tyre edhe me shumë shpejtësi të ulëta dhe në pushim.

Kontrolli pa sensor kërkon të paktën një rrotullim minimal të rotorit për të vlerësuar tensionin në mbështjellje. Prandaj, në modele të tilla, sigurohet një mënyrë për nisjen e motorit në shpejtësi me të cilat mund të vlerësohet tensioni në mbështjellje, dhe gjendja e pushimit testohet duke analizuar ndikimin e fushës magnetike në pulset e rrymës së provës që kalojnë nëpër mbështjellje.

Pavarësisht nga të gjitha vështirësitë e listuara të projektimit, motorët pa furça po fitojnë popullaritet në rritje për shkak të performancës së tyre dhe një sërë karakteristikash të paarritshme për motorët e krehur. Një listë e shkurtër e avantazheve kryesore të BDKP mbi ato klasike duket si kjo:

• nuk ka humbje të energjisë mekanike për shkak të fërkimit të furçës;
• funksionim relativisht i qetë;
• lehtësia e përshpejtimit dhe ngadalësimit të rrotullimit për shkak të inercisë së ulët të rotorit;
• kontroll i saktë i rrotullimit;
• mundësia e organizimit të ftohjes për shkak të përçueshmërisë termike;
• aftësia për të punuar me shpejtësi të lartë;
• qëndrueshmëri dhe besueshmëri.

Aplikimet aktuale dhe perspektivat

Ka shumë pajisje për të cilat rritja e kohës së funksionimit është e dobishme. rëndësi jetike. Në pajisje të tilla, përdorimi i BDKP është gjithmonë i justifikuar, pavarësisht kostos së tyre relativisht të lartë. Këto mund të jenë ujë dhe pompat e karburantit, turbina ftohëse për kondicionerët dhe motorët, etj. Motorët pa furçë përdoren në shumë modele elektrike Automjeti. Aktualisht, industria e automobilave ka filluar t'i kushtojë seriozisht vëmendje motorëve pa furça.

BDKP-të janë ideale për disqet e vogla që funksionojnë në të kushte të vështira ose me saktësi të lartë: ushqyes dhe shirit transportues, robotë industrialë, sistemet e pozicionimit. Ka zona në të cilat motorët pa furçë dominojnë pa alternativë: hard disk, pompa, tifozë të heshtur, të vegjël Pajisjet, disqet CD/DVD. Pesha e ulët dhe fuqia e lartë në dalje e kanë bërë gjithashtu BDKP bazën për prodhimin e veglave moderne të dorës pa tela.

Mund të thuhet se tani po bëhet përparim i dukshëm në fushën e lëvizjeve elektrike. Rënia e vazhdueshme e çmimeve për elektronikën dixhitale ka shkaktuar një prirje drejt përdorimit të gjerë të motorëve pa furça në vend të atyre tradicionalë.

Pajisjet shtëpiake dhe mjekësore, modelimi i avionëve, ngasjet e mbylljes së tubave për tubacionet e gazit dhe naftës - kjo nuk është një listë e plotë e fushave të aplikimit të motorëve DC pa furça (BD). Le të shohim dizajnin dhe parimin e funksionimit të këtyre aktivizuesve elektromekanikë për të kuptuar më mirë avantazhet dhe disavantazhet e tyre.

Informacion i përgjithshëm, pajisja, fusha e aplikimit

Një nga arsyet e interesimit për BD është nevoja e shtuar për mikromotorë me shpejtësi të lartë me pozicionim të saktë. Struktura e brendshme e disqeve të tillë është paraqitur në Figurën 2.

Oriz. 2. Dizajni i motorit pa furça

Siç mund ta shihni, dizajni përbëhet nga një rotor (armaturë) dhe një stator, i pari ka një magnet të përhershëm (ose disa magnet të rregulluar në një mënyrë të caktuar), dhe i dyti është i pajisur me mbështjellje (B) për të krijuar një fushë magnetike. .

Vlen të përmendet se këta mekanizma elektromagnetikë mund të jenë ose me një armaturë të brendshme (ky lloj dizajni mund të shihet në figurën 2) ose të jashtëm (shih Figurën 3).

Oriz. 3. Dizajni i jashtëzakonshëm

Prandaj, secila prej modeleve ka një fushë të veçantë aplikimi. Pajisjet me armaturë të brendshme kanë shpejtësi rrotullimi të lartë, ndaj përdoren në sistemet e ftohjes, si termocentrale për dronët etj. Aktivizuesit e jashtëm të rotorit përdoren aty ku kërkohet pozicionimi i saktë dhe rezistenca e çift rrotullues (robotikë, pajisje mjekësore, makina CNC, etj.).

Parimi i funksionimit

Ndryshe nga disqet e tjera, për shembull, një makinë asinkrone AC, BD kërkon një kontrollues të veçantë për të funksionuar, i cili ndez mbështjelljet në atë mënyrë që vektorët e fushave magnetike të armaturës dhe statorit të jenë ortogonale me njëri-tjetrin. Kjo është, në thelb, pajisja drejtuese rregullon çift rrotullues që vepron në armaturën DB. Ky proces tregohet qartë në Figurën 4.

Siç mund ta shihni, për çdo lëvizje të armaturës është e nevojshme të kryhet një komutim i caktuar në mbështjelljen e statorit të një motori të tipit pa furça. Ky parim i funksionimit nuk lejon kontroll të qetë të rrotullimit, por bën të mundur fitimin e shpejtë të vrullit.

Dallimet midis motorëve të krehur dhe pa furçë

Makina e tipit kolektor ndryshon nga BD si në tiparet e projektimit (shih Fig. 5.) ashtu edhe në parimin e funksionimit.

Oriz. 5. A – motor i krehur, B – pa furçë

Le të shohim ndryshimet në dizajn. Nga Figura 5 mund të shihet se rotori (1 në Fig. 5) i një motori të tipit komutator, ndryshe nga ai pa furça, ka mbështjellje me një qark të thjeshtë dredha-dredha dhe magnete të përhershme (zakonisht dy) janë instaluar në stator (2 në figurën 5). Për më tepër, në bosht është instaluar një komutator, në të cilin janë lidhur furça, duke furnizuar tensionin në mbështjelljet e armaturës.

Le të flasim shkurtimisht për parimin e funksionimit të makinave kolektore. Kur voltazhi aplikohet në njërën nga mbështjelljet, ai ngacmohet dhe formohet një fushë magnetike. Ai ndërvepron me magnet të përhershëm, kjo bën që armatura dhe kolektori i vendosur mbi të të rrotullohen. Si rezultat, energjia furnizohet me dredha-dredha tjetër dhe cikli përsëritet.

Frekuenca e rrotullimit të një armature të këtij dizajni varet drejtpërdrejt nga intensiteti i fushës magnetike, e cila, nga ana tjetër, është drejtpërdrejt proporcionale me tensionin. Kjo është, për të rritur ose ulur shpejtësinë, mjafton të rritet ose të ulet niveli i fuqisë. Dhe për ta kthyer atë, është e nevojshme të ndërroni polaritetin. Kjo metodë kontrolli nuk kërkon një kontrollues të veçantë, pasi kontrolluesi i shpejtësisë mund të bëhet në bazë të një rezistence të ndryshueshme, dhe një ndërprerës i rregullt do të funksionojë si një inverter.

Ne diskutuam tiparet e projektimit të motorëve pa furça në seksionin e mëparshëm. Siç e mbani mend, lidhja e tyre kërkon një kontrollues të veçantë, pa të cilin ata thjesht nuk do të funksionojnë. Për të njëjtën arsye, këta motorë nuk mund të përdoren si gjenerator.

Vlen gjithashtu të theksohet se në disa disqe të këtij lloji, për kontroll më efikas, pozicionet e rotorit monitorohen duke përdorur sensorë Hall. Kjo përmirëson ndjeshëm karakteristikat e motorëve pa furça, por rrit koston e një dizajni tashmë të shtrenjtë.

Si të filloni një motor pa furça?

Për të funksionuar disqet e këtij lloji, do t'ju duhet një kontrollues i veçantë (shih Fig. 6). Pa të, nisja është e pamundur.

Oriz. 6. Kontrollorët e motorëve pa furçë për modelim

Nuk ka kuptim të montoni vetë një pajisje të tillë, do të jetë më e lirë dhe më e besueshme për të blerë një të gatshme. Ju mund ta zgjidhni atë bazuar në karakteristikat e mëposhtme karakteristike të drejtuesve të kanalit PWM:

• Forca maksimale e lejueshme e rrymës, kjo karakteristikë jepet për funksionimin normal të pajisjes. Shumë shpesh, prodhuesit tregojnë këtë parametër në emrin e modelit (për shembull, Phoenix-18). Në disa raste, jepet një vlerë për një modalitet të pikut që kontrolluesi mund ta ruajë për disa sekonda.
• Tensioni nominal maksimal për funksionimin e vazhdueshëm.
• Rezistenca e qarqeve të brendshme të kontrolluesit.
• Shpejtësia e lejuar tregohet në rpm. Përtej kësaj vlere, kontrolluesi nuk do të lejojë rritjen e rrotullimit (kufizimi zbatohet në nivelin e softuerit). Ju lutemi vini re se shpejtësia jepet gjithmonë për disqet me dy pole. Nëse ka më shumë çifte polesh, ndani vlerën me numrin e tyre. Për shembull, tregohet numri 60000 rpm, prandaj, për një motor 6 magnetik shpejtësia e rrotullimit do të jetë 60000/3=20000 prm.
• Frekuenca e pulseve të krijuara, për shumicën e kontrolluesve, ky parametër varion nga 7 në 8 kHz, modelet më të shtrenjta ju lejojnë të riprogramoni parametrin, duke e rritur atë në 16 ose 32 kHz.

Ju lutemi vini re se tre karakteristikat e para përcaktojnë fuqinë e bazës së të dhënave.

Kontrolli i motorit pa furça

Siç u përmend më lart, ndërrimi i mbështjelljes së makinës kontrollohet në mënyrë elektronike. Për të përcaktuar se kur duhet të ndërrohet, shoferi monitoron pozicionin e armaturës duke përdorur sensorë Hall. Nëse disku nuk është i pajisur me detektorë të tillë, atëherë merret parasysh EMF e pasme që ndodh në mbështjelljet e palidhura të statorit. Kontrolluesi, i cili në thelb është një kompleks harduer-software, monitoron këto ndryshime dhe vendos rendin e ndërrimit.

Motor DC pa furçë trefazor

Shumica e bazave të të dhënave zbatohen në dizajn trefazor. Për të kontrolluar një makinë të tillë, kontrolluesi ka një konvertues pulsi DC në trefazor (shih Fig. 7).

Figura 7. Diagramet e tensionit OBD

Për të shpjeguar se si funksionon një motor i tillë valvulash, së bashku me Figurën 7, duhet të merrni parasysh Figurën 4, e cila tregon nga ana tjetër të gjitha fazat e funksionimit të makinës. Le t'i shkruajmë ato:

1. Një impuls pozitiv zbatohet në bobinat "A", ndërsa një impuls negativ zbatohet në "B", si rezultat i lëvizjes së armaturës. Sensorët do të regjistrojnë lëvizjen e tij dhe do të dërgojnë një sinjal për ndërrimin e radhës.
2. Spiralja "A" fiket dhe një impuls pozitiv shkon në "C" ("B" mbetet i pandryshuar), më pas një sinjal dërgohet në grupin tjetër të pulseve.
3. "C" është pozitive, "A" është negative.
4. Një palë punime "B" dhe "A", të cilat marrin impulse pozitive dhe negative.
5. Një impuls pozitiv ri-aplikohet në "B", dhe një puls negativ në "C".
6. Bobinat "A" janë ndezur (+ jepet) dhe pulsi negativ në "C" përsëritet. Pastaj cikli përsëritet.

Në thjeshtësinë e dukshme të kontrollit ka shumë vështirësi. Është e nevojshme jo vetëm të monitorohet pozicioni i armaturës për të prodhuar serinë e ardhshme të pulseve, por edhe të kontrollohet shpejtësia e rrotullimit duke rregulluar rrymën në mbështjellje. Përveç kësaj, ju duhet të zgjidhni parametrat më optimale për përshpejtimin dhe frenimin. Vlen gjithashtu të kujtohet se kontrolluesi duhet të jetë i pajisur me një njësi që ju lejon të kontrolloni funksionimin e tij. Shfaqja e një pajisjeje të tillë shumëfunksionale mund të shihet në Figurën 8.

Oriz. 8. Kontrollues i kontrollit të motorit pa furça me shumë funksione

Avantazhet dhe disavantazhet

Motori elektrik pa furça ka shumë përparësi, përkatësisht:

• Jeta e shërbimit është dukshëm më e gjatë se ajo e analogëve konvencionale të kolektorëve.
• Efikasitet i lartë.
• Vendosni shpejt shpejtësinë maksimale të rrotullimit.
• Është më i fuqishëm se CD.
• Mungesa e shkëndijave gjatë funksionimit lejon që disku të përdoret në kushte të rrezikshme nga zjarri.
• Nuk kërkohet ftohje shtesë.
• Lehtë për t'u përdorur.

Tani le të shohim të këqijat. Një pengesë e rëndësishme që kufizon përdorimin e bazave të të dhënave është kostoja e tyre relativisht e lartë (përfshirë çmimin e drejtuesit). Ndër shqetësimet është pamundësia për të përdorur bazën e të dhënave pa një drejtues, madje edhe për aktivizim afatshkurtër, për shembull, për të kontrolluar funksionalitetin e saj. Riparime problematike, veçanërisht nëse kërkohet mbështjellja.