Mipengele ya Mawimbi Isiyofaa ya Mwanga wa Mstari

Maana

Mkondo wa mota DC bila fushia unamaanishwa kama mkondo wa hitimisho linalokolewa ambao hutumia mota ya kiwango cha sine PMAC. Aina hii ya mkondo hutoa faida nyingi. Ni hai na huduma kamwe, na umri mrefu, kubwa kutoka katika matumizi mengi. Pia, ina ukuta wa mzunguko mdogo, upungufu wa mgumu, na inafanya kazi na sifa za kiwango chache. Zaidi ya hayo, huchapa magonjwa madogo ya mwanga na sauti, husaidia kufanya kazi yenye amani na tahadhari. Lakini, si kabisa bila changamoto; changamoto kuu ni gharama zake chanya na nguvu ya mwanzo ndogo.

Matumizi

Mkondo wa mota DC bila fushia wamepata matumizi mengi katika sekta mbalimbali na vifaa. Katika sekta ya teknolojia ya mtandao, huchukua majukumu katika pembeni za rekodi, pembeni za rekodi, na pembeni za spindle katika diski za kompyuta. Pia, huchukua majukumu ya pembeni ya nguvu ndogo katika pembeni za kompyuta na mfumo wa utaratibu. Zaidi ya teknolojia ya mtandao, matumizi yao yanatelekea sekta ya anga, ambapo usikidharabu na utaratibu wenye amani ni muhimu. Katika sekta ya biomedikal, usahihi wao na utaratibu wao wa safi wanaweza kutumika katika vifaa vya dawa mengi. Zaidi ya hayo, huchukua majukumu ya kupanda pembeni za uchafuzi, kuwasaidia kufanya utaratibu wa uchafuzi unaofaa na tahadhari katika mfumo mengi.

Muundo wa Mota

Picha chini inaelezea sekta ya moto wa PMAC wa trapezoidal wa thalathani, ambayo ni sehemu muhimu ya mkondo wa mota DC bila fushia. Mota ina rotor wa magneti daima na arc pole mkubwa, ambayo huwezesha kufanya kazi yake kwa ufanisi. Statoru una windings ya thalathani, kila moja imeelekezwa kwa mita 120 kati yao. Muundo huu wa windings hutoa utaratibu wa kiwango cha umeme na kutengeneza nguvu ya mwendo mzuri. Kila winding phase inakaa kwa mita 60 kila upande, kunavyesha magnetic field interaction katika motor na kukubalika mikakati precise ya mwendo wake na ufanyiko wake.

Volts zinazotengenezwa katika thalatha phases za mota zimeonyeshwa chini. Ufutaji wa waveform wa trapezoidal unaweza kutambuliwa kwa mawasiliano maalum kati ya rotor na stator. Waktu rotor anaruka katika mzunguko wa kimapaza, kwenye mzunguko wa mita 120 ya mwanzo kutoka kwenye nukta ya msingi, zote conductors juu za phase A zina wasiliana na south pole ya magnetic field, wakati zote conductors chini za phase A zinajihusisha na north pole. 

Hii magnetic coupling ya imara katika eneo hili linatengeneza induced voltage yenye stabili, ikisaidia sekta ya juu ya waveform ya trapezoidal. Wakiendelea rotor kuenda, magnetic field orientations zinabadilika zinachanganya induced voltage, huku hivyo kutengeneza shape ya trapezoidal ambayo ni muhimu kwa utaratibu mzuri na mikakati ya mkondo wa mota DC bila fushia.

Wakati rotor anaruka kwa mita 120, voltage inayotengenezwa katika phase A inabaki constant. Mara rotor anaruka zaidi ya mita 120, baadhi ya conductors juu za phase A zinaanza kuwasiliana na north pole, wakati wengine wanajaribu kuhusiana na south pole. Hii pia inatokea conductors chini. Kama matokeo, kwenye mzunguko ufuatao wa mita 60, voltage inayotengenezwa katika phase A inareverse linearly. Pattern hii ya mabadiliko ya voltage inaonekana katika phases B na C pia, kutengeneza tabia ya kiwango cha umeme ambayo ni muhimu kwa utaratibu wa mota.

Mfumo wa mkondo wa mota DC bila fushia, kama inavyoelezwa katika picha chini, unajumuisha voltage-source inverter na mota PMAC trapezoidal. Stator windings za mota zimeelekezwa kwa connection ya nyota. Picha pia inaelezea characteristic phase-voltage waveform ya mota PMAC trapezoidal, ambayo inaonyesha dynamics unique za voltage-induction yenye elezo hapo juu. Waveform hii ni kitufe muhimu ambacho kinaweza kutengeneza mikakati na utaratibu mzuri wa mkondo wa mota DC bila fushia, kutengeneza nguvu ya mwendo smooth na mikakati precise za mwendo.

Stator windings za mota DC bila fushia zinaeleweka na current pulses. Kila pulse ana duration ya 120 electrical degrees na imeelekezwa kwa maeneo ambako induced voltage inabaki constant na inafikiwa maximum value. Muhimu, polarity ya current pulses hizi inawasifu na ya induced voltage, huku hivyo kutengeneza mawasiliano ya amani kati ya inputs ya kiwango cha umeme na magnetic field inayotengenezwa na mota.

Air-gap flux katika mota inabaki level steady, na magnitude ya induced voltage ina direct proportional kwa mwendo wa rotor. Relationship hii ni muhimu kwa utaratibu wa mota, kama inayoweza kudhibiti accurate performance ya mota kulingana na speed-dependent induced voltage, kuboresha efficient power transfer na utaratibu mzuri kwa tofauti conditions za utaratibu.

Katika kila intervali ya mita 60 ya utaratibu, current inaruka kwenye phase moja ya stator winding ya mota na kutoka kwenye nyingine. Alternating current flow pattern hii ni kitufe muhimu kwa utaratibu wa mota DC bila fushia. Kama matokeo, power iliyotolewa kwa mota katika kila intervals hizi za mita 60 inaweza kutafsiriwa kwa formula ifuatayo, ambayo ina hesabu mawasiliano kati ya voltage na current katika winding phases.

Nguvu ya mwendo inayotengenezwa na mota

Torque waveform ya mkondo wa mota DC bila fushia inaelezwa katika picha chini. Magnitude ya torque inayotengenezwa na mota ina direct proportional kwa current inayoruka kwenye DC power links. Relationship hii ni muhimu kwa kuelewa dynamic behavior na performance characteristics ya mota.

Regenerative braking katika mfumo huu wa mkondo unafikiwa kwa kureverse phase current. Wakati phase current inareverse, direction ya current source Id pia huchanganika. Hii reversal huanza power flow ambayo inaanza kutoka kwa mota, inaenda kwa inverter, na hujumlisha DC source. Wakati huo, mota huchukua jukumu la generator, kutengeneza energy ya kiwango cha mekaniki kutoka kwa load na kuiweka kurudi kwenye supply ya power. Hii si tu huchangia kuleta deceleration ya mota lakini pia huchangia recovery na reuse ya energy, kuboresha efficiency ya mfumo.

Wakati mwendo wa mfumo wa mkondo unareverse, polarity ya induced voltages katika mota pia hunachanganika. Hii change ya polarity ya voltage huchangia regenerative braking operation, kunaweza mfumo kuconvert mechanical energy ya moving load kwenye electrical energy ambayo inaweza kurudi kwenye supply ya power.

Kinyume, kureverse direction ya current inayoruka kwenye windings za mota huchangia motoring operation, kumpusha mota kwenye direction desired. Current waveforms corresponding kwa modes hizi tofauti - regenerative braking na motoring - zimeonyeshwa vizuri katika picha chini, kuwasilisha taswira visual ya tabia ya kiwango cha umeme ya mfumo wa mkondo kwa tofauti conditions.

Aina za Mkondo wa Mota DC Bila Fushia

Mkondo wa mota DC bila fushia unaweza kupanga kwa aina mbili tofauti: mkondo wa mota DC bila fushia wa gharama chache na mkondo wa mota DC bila fushia wa single-phase. Kila aina ina sifa yake tofauti na principles za utaratibu, ambazo zimeelezea chini.

Mkondo wa Mota DC Bila Fushia wa Gharama Chache

Mkondo wa mota DC bila fushia wa gharama chache unatumika kwa simplicity na affordability. Una configuration minimalistic, inayostahimili transistors tatu na converter wa diodes tatu. Setup hii hutengeneza mkondo kupeleka positive current au voltage tu kwenye mota ya thalathani.

Katika utaratibu, induced voltage na current huweza kwa ajili ya motoring na braking functions za mota. Wakati 120-degree positive current pulses zinatolewa kwa mota, huchukua action ya motoring, kumpusha mota kwenye mzunguko wa kimapaza. Kinyume, wakati current pulses hizi zinashift kwa mita 60 hadi total ya mita 180, mota huchukua state ya braking. Hii change ya timing ya current pulses huweza kubadilisha mawasiliano kati ya input ya kiwango cha umeme na magnetic field ya mota, kuboresha shift kutoka rotational motion kwenye mechanism ya braking.

Mkondo wa Mota DC Bila Fushia wa Gharama Chache: Mechanism ya Kutengeneza Current

Katika mkondo wa mota DC bila fushia wa gharama chache, current ya phase A huwezesha thyristor Tr1 na diode D1. Wakati Tr1 anafikiwa (turned on), source voltage Vd inaunganishwa kwenye winding A. Uunganisho huu huchangia rate of change ya current IA kuwa positive, meaning current katika phase A huanza kuongezeka. Kinyume, wakati Tr1 anazima (turned off), current iA huanza kuwa freewheeling kwa njia ya diode D1. Wakati huo wa freewheeling, rate of change ya iA huanza kuwa negative, na current huanza kusisimua.

Katika muda wa 0-120º, Tr1 anaweza kutumika na kutumika kwa njia alternating. Strategy hii ya turning on and off huchukua kufanya actual current IA kufollow rectangular reference current iA, kutengeneza kuwa difference kati yao inabaki kwenye predefined hysteresis band. Control precise hii huchangia kudumisha stable motor operation na efficient power transfer.

Mkondo wa Mota DC Bila Fushia wa Single-Phase

Configuration ya mkondo wa mota DC bila fushia wa single-phase inaelezwa katika picha chini. Kwa ajili ya tathmini, tumaini kwamba mota anapower kwa half-bridge single-phase converter, ambayo hutolea rectangular current waveform kwa mota, kama inavyoelezwa katika diagram inayozidi. Current waveform specific hii inachukua jukumu muhimu kwa kuthibitisha performance characteristics na operational behavior ya mota.

Nguvu ya mwendo inayotengenezwa na mota ina fluctuations significant, zinazojulikana kama torque ripple. Lakini, wakati mota anafanya kazi kwa mazingira magumu, inertia ya motor-load system inafanya kazi kama filter natural. Inertia hii inayokozi torque variations, kuboresha mota kuendelea kwa mwendo uniform ingawa kuna torque ripple.