Senbrusaj DC-motora pogojilo
Difino
Senbrusa direktastruma motora driva difiniĝas kiel mem-kontrolita variabla frekvenco driva, kiu uzas sinusan permanenta magnetan alternan motoron (PMAC). Tiu tipo de driva oferas plurajn rimarkindajn avantaĝojn. Praktike senmantena, ĝi posedas longigitan vivdaŭron, farante ĝin fidinda elekto por diversaj aplikaĵoj. Aldone, ĝi havas malaltan rotacian inertion, minimuman frikcion, kaj operacias kun malalta frekvenco karakterizoj. Plue, ĝi generas minimuman radiofrequentan interferon kaj bruon, certigante glatan kaj silentan operacion. Tamen, ĝi ne estas sen malhelpoj; la ĉefaj limigoj estas ĝia relative alta kostumo kaj malalta starta torkego.
Aplikaĵoj
Senbrusaj direktastruma motoraj drivoj trovas vastan uzadon en granda vario de industrioj kaj aparatoj. En la areo de konsuma elektroniko, ili estas uzataj en gramofonoj, bandodrajvoj por registraj aparatoj, kaj spindeldrajvoj en komputilaj harddiskoj. Ili ankaŭ servas kiel malpotencaj drivadoj en komputilaj periferaj instrumentoj kaj kontrolsistemoj. Ekster konsuma elektroniko, iliaj aplikaĵoj etendiĝas al la aerospaca industrio, kie fidindeco kaj malalta bruoperacio estas esencaj. En la biomedica kampo, ilia precizeco kaj pura operacio igas ilin taŭgaj por diversaj medicinaj aparatoj. Aldone, ili estas komune uzitaj por diveni refrezigilojn, provizante efikan kaj silentan ventilon en multaj sistemoj.
Motora Strukturo
La suba figuro montras la sekcio-tranĉon de tri-faza, du-pola trapeza PMAC-motoro, kiu estas klava komponento de la senbrusa direktastruma motora driva. La motoro havas permanentan magnetan rotoron kun larĝa pola arko, kiu kontribuas al sia efika operacio. La statoro estas ekipita kun tri-polaj vindadoj, ĉiu dislokita je 120 gradoj unu de la alia. Tiu specifa vindada konfiguro certigas balancitan elektran operacion kaj glatan produktadon de torkego. Ĉiu fazvindado streĉas 60 gradojn ĉe ambaŭ flankoj, optimumigante la magnetan kampon interago en la motoro kaj ebligante precizan kontrolo super sia rapido kaj performanco.
La indukitaj voltagoj en la tri fazoj de la motoro estas montritaj en la suba figuro. La generado de trapeza ondformo povas esti atribuita al la specifa interago inter la rotor kaj stator. Kiam la rotor turniĝas en kontraŭhorala direkto, dum la unua 120-grada turnado de referenca pozicio, ĉiuj supraj kondutoj de fazo A interagadas kun la suda polo de la magnetkampo, dum ĉiuj subaj kondutoj de fazo A interagadas kun la norda polo.
Tiu konstanta magnetkupado en tiu angula amplekso kondukas al relativ stabila indukta voltago, kontribuanta al la plata supra parto de la trapeza ondformo. Kiel la rotor daŭrigas turni, la ŝanĝiĝantaj orientiĝoj de la magnetkampo kaŭzas la induktan voltagon transiri, finfine formante la karakterizan trapezan formon, kiu estas esenca por la prava operacio kaj kontrolo de la senbrusa direktastruma motora driva.
Dum 120-grada turnado de la rotor, la indukta voltago en fazo A restas relativ konstanta. Kiam la turnado superpasas 120 gradojn, iuj el la supraj kondutoj de fazo A komencas ligitiĝi kun la norda polo, dum aliaj daŭrigas interagi kun la suda polo. La sama fenomeno okazas kun la subaj kondutoj. Kiel rezulto, dum la sekva 60-grada turnado, la indukta voltago en fazo A linearis inversigas. Tiu modelo de voltagŝanĝo estas mirite en fazoj B kaj C ankaŭ, kreante koordinatan elektran konduton esenca por la motoro operacio.
La senbrusa direktastruma motora driva sistemo, kiel montrita en la figuro sube, konsistas el tensilfonta invertero kombinita kun trapeza PMAC-motoro. La statorvindadoj de la motoro estas konfiguritaj en stelkonexo. La figuro ankaŭ montras la karakterizan faz-voltajon ondformon de la trapeza PMAC-motoro, kiu reflektas la unikajn voltinduktan dinamikon priskribitajn supre. Tiu ondformo estas klava trajto, kiu ebligas la efikan kontrolo kaj operacion de la senbrusa direktastruma motora driva, faciligante glatan produktadon de torkego kaj precizan reguladon de rapido.
La statorvindadoj de la senbrusa direktastruma motoro estas provizitaj per aktpulsaroj. Ĉiu pulso havas daŭron de 120 elektraj gradoj kaj estas precize pozicionita en la regiono, kie la indukta voltago restas konstanta kaj atingas sian maksimuman valoron. Kredeble, la polaro de tiuj aktapulsaroj kongruas kun tiu de la indukta voltago, certigante harmonian interagon inter la elektraj enigaĵoj kaj la magnetkampo generita de la motoro.
La aerspaco fluo en la motoro estas tenata je konstanta nivelo, kaj la grando de la indukta voltago estas direktproporcionala al la turnada rapido de la rotor. Tiu rilato estas fundamenta por la operacio de la motoro, ĉar ĝi permesas precizan kontrolo de la motoro performanco bazita sur la rapida dependa indukta voltago, ebligante efikan potencan transferon kaj glatan operacion tra diversaj operaciakondiĉoj.
Dum ĉiu 60-grada intervalo de operacio, akto fluas en unu fazo de la motorstatorvindado kaj eliras el alia. Tiu alternanta aktofluo modela estas klava karakterizo de la senbrusa direktastruma motora operacio. Kiel rezulto, la potenco provizita al la motoro en ĉiu de tiuj 60-grada intervaloj povas esti esprimita per la suba formulo, kiu prenas en konsidero la interagon inter la voltago kaj akto en la vindadofazoj.
La torkego evoluigita de la motoro
La torkega ondformo de la senbrusa direktastruma motora driva estas montrita en la suba figuro. La grando de la torkego generita de la motoro estas direktproporcionala al la akto fluanta tra la DC potencligoj. Tiu rilato estas fundamenta por kompreni la motoran dinaman konduton kaj performancan karakterizon.
Regenera frenado en tiu drivasistemo atingiĝas per inversigo de la fazakto. Kiam la fazakto estas inversigita, la direkto de la aktfonto Id ankaŭ ŝanĝiĝas konforme. Tiu inversigo inicias potenckuron, kiu komenciĝas de la motoro, procezantas tra la invertero, kaj finfine revenas al la DC fonto. Dum tiu procezo, la motoro agas kiel generilo, konvertante la mekanikan energion de la lasta en elektran energion, kiu tiam estas reenvestita en la potencprovizadon. Tio ne nur helpas deceleri la motoron, sed ankaŭ permesas la resanigon kaj reuzon de energio, plibonigante la tutan efikecon de la sistemo.
Kiam la turnada rapido de la drivasistemo estas inversigita, la polaro de la induktaj voltagoj en la motoro ankaŭ inversiĝas. Tiu ŝanĝo en la voltagpolaro trigereblas la regeneran frenadan operacion, ebligante la drivan konverti la mekanikan energion de la movanta lasta en elektran energion, kiu tiam povas esti reenvestita en la potencprovizadon.
Konverse, inversigo de la direkto de la akto fluanta tra la motorvindadoj inicias la motoran operacion, propulsendante la motoron en la dezirata direkto. La aktaj ondformoj respondantaj al tiuj apartaj operacimodoj—regenera frenado kaj motorado—estas klare montritaj en la suba figuro, provizante vizualan reprezenton de la elektra konduto de la drivasistemo en malsamaj kondiĉoj.
Tipoj de Senbrusa Direktastruma Motora Driva
La senbrusa direktastruma motora driva povas esti ĉefe kategoriziĝa en du apartajn tipojn: la malpeza senbrusa direktastruma motora driva kaj la unufaza senbrusa direktastruma motora driva. Ĉiu tipo havas sian propran unikan karakterizojn kaj operaciajn principojn, kiuj estas detale priskribitaj sube.
Malpeza Senbrusa Direktastruma Motora Driva
La malpeza senbrusa direktastruma motora driva estas dizainita kun simpla kaj ekonomia celo. Ĝi havas minimalistan konfiguron, konsistantan nur el tri tranzistoroj kaj tri-dioda konvertilo. Tiu agordado limigas la drivan provizadon nur pozitivan akton aŭ voltagon al la tri-faza motoro.
Dum operacio, la indukta voltago kaj akto ludas gravajn rolojn en ambaŭ la motorado kaj frenado funkcioj de la motoro. Kiam 120-grada pozitiva aktapulsaroj estas liveritaj al la motoro, ĝi inicias motoran agon, kaŭzante la motoron turniĝi en kontraŭhora direkto. Konverse, kiam tiuj aktapulsaroj estas ŝanĝitaj je 60 gradoj al totalo de 180 gradoj, la motoro transiras en frenan staton. Tiu ŝanĝo en la tempigo de la aktapulsaroj efektive ŝanĝas la interagon inter la elektra enigo kaj la motora magnetkampo, ebligante la ŝanĝon de rotacia movado al frena mekanismo.
Malpeza Senbrusa Direktastruma Motora Driva: Akto Kontrolmekanismo
En la malpeza senbrusa direktastruma motora driva, la akto de fazo A estas precize regula per la tiristoro Tr1 kaj la diodo D1. Kiam Tr1 estas aktivigita (turnita), la fontvoltago Vd estas konektita tra vindado A. Tiu konekto kaŭzas la ŝanĝan rapidon de la akto IA fariĝi pozitiva, signifante ke la akto en fazo A komencas pligrandiĝi. Konverse, kiam Tr1 estas deaktivigita (turnita), la akto iA eniras libran staton tra diodo D1. Dum tiu libra procezo, la ŝanĝa rapido de iA fariĝas negativa, kaj la akto postepeme malkreskas.
Dentro la 0-120º tempo-periodo, Tr1 povas esti ŝaltita en kaj el en alternanta maniero. Tiu ŝaltebla strategio estas uzata por fari la realan akton IA proksime sekvi rektangulan referencan aktan iA, certigante ke la diferenco inter ili restas en difinita histeresa bendo. Tiu preciza kontrolo helpas en la stabila motoro operacio kaj efika potenca transfero.
Unufaza Senbrusa Direktastruma Motora Driva
La konfiguro de la unufaza senbrusa direktastruma motora driva estas montrita en la suba figuro. Por analiza celo, asumu ke la motoro estas povigita per duon-ponto unufaza konvertilo, kiu provizas rektangulan aktan ondformon al la motoro, kiel montrita en la akompananta diagramo. Tiu specifa aktforma ludas gravan rolon en determinado de la motoraj performanc-characterizoj kaj operacia konduto.
La torkego generita de la motoro montras signifajn fluktuojn, ofte nomataj kiel torkega ripple. Tamen, kiam la motoro operacias je alta rapido, la inercio de la motor-lasta sistemo agas kiel natura filtro. Tiu inherent inercio egaligas la torkegajn varias, ebligante la motoron daŭrigi relativ uniforman turnadan rapido malgraŭ la prezenco de torkega ripple.
