Бесщеточный двигатель постоянного тока

Ta'rif

Sichqonchanliksiz DC motor haydovachi sinusoidal doimiy magnitli alterator (PMAC) motorda foydalanadigan o'ziga xos o'zgaruvchan chastota haydovachisi hisoblanadi. Bu turdagi haydovachida bir qator ega bo'lgan nazoratlar mavjud. Nisbatan xavfsiz va uzun omil muddati bilan, bu aniq foydalanish uchun ishonchli tanlovdir. Shuningdek, bu past aylanish inertsiyaga, minimal tortishishga va past chastotali xususiyatlarda ishlaydi. Ko'ra, bu minimal radio chastotali hech qanday interferentsiya va shovqin yaratadi, lekin, uning asosiy kamchiliklari - nisbatan yuqori narxi va past boshlash jarroqlikki.

Qo'llanmalar

Sichqonchanliksiz DC motor haydovachilari keng assortiment industriyalar va qurilmalarda ishlatiladi. Xaridor elektronikasi sohasida, ular gramplastinka, yozuvchi qurilmalar uchun lenta haydovachilari va kompyuter zamonaviy disklaridagi spindle haydovachilari sifatida ishlatiladi. Ular ham kompyuter periferiyasi qurilmalari va nazorat tizimlari uchun past quvvatli haydovachilar sifatida ishlatiladi. Xaridor elektronikasidan tashqari, ularning qo'llanmalar aerokosmika sohasiga, unda ishonchli va past shovqin ishlash muhimdir. Tibbiyot sohasida, ularning aniqlik va toza ishlash ularni aniq tibbiy qurilmalar uchun moslashtiradi. Shuningdek, ular ko'pincha suvchalash fanningiz uchun ishlatiladi, shuning uchun bir qator tizimlarda samarali va tiz ishlash ta'minlaydi.

Motor tuzilishi

Quyidagi rasmda uch fazali, ikki polusli trapesoidal PMAC motorining kesmini ko'rsatilgan, bu sichqonchanliksiz DC motor haydovachining asosiy komponenti. Motor doimiy magnitli rotor bilan joylashtirilgan, bu uning samarali ishlashiga hissa qiladi. Stator uch fazali navbarchalarni joylashtiradi, har biri bir-biridan 120 gradus ajratilgan. Bu maxsus navbarcha konfiguratsiyasi balanslangan elektrik ishini va samarali jarroq ishini ta'minlaydi. Har bir fazaviy navbarcha 60 gradus oldinga va orqaga tekishtirilgan, bu motor ichidagi magnit maydon interaksiyasini optimallashtiradi va uning tezligi va ishlashini aniq nazorat qilish imkonini beradi.

Motorning uch fazasida induktsiya qilinadigan voltajlar quyidagi rasmga tasvirlandi. Trapezoidal maydon formasini yaratish rotr va stator orasidagi maxsus interaksiyaga bag'li. Rostr chap tomondan 120 gradus qadar burilayotganda, fazaviy A ning barcha tepadagi navbarchalari magnit maydonning janubiy polusi bilan interaksiyada, fazaviy A ning barcha pastdagi navbarchalari esa shimaliy polusi bilan interaksiyada bo'ladi.

Bu bu ajralish darajasida doimiy magnit maydon interaksiyasi nisbatan sabit induksiya voltajga olib keladi, bu trapezoidal maydonning tepasini hosil qiladi. Rotr davom etgan burilishida, o'zgaruvchi magnit maydon orientatsiyalari induksiya voltajni o'zgartiradi, nihoyatda sichqonchanliksiz DC motor haydovachining to'g'ri ishlashi va nazorati uchun zarur bo'lgan trapezoidal shaklni yaratadi.

Rotor 120 gradus burilishida, fazaviy A da induksiya qilinadigan voltaj nisbatan sabit qoldi. Burilish 120 gradustan oshganda, fazaviy A ning ba'zi tepadagi navbarchalari shimaliy polus bilan bog'lanishni boshlaydi, boshqalari esa janubiy polus bilan davom etadi. O'xshash hodisa pastdagi navbarchalarda ham sodir bo'ladi. Natijada, keyingi 60 gradus burilishida, fazaviy A da induksiya qilinadigan voltaj chiziqli ravishda teskarisiga o'tadi. Bu voltaj o'zgarish modeli fazaviy B va C da ham takrorlanadi, bu motorning ishlashiga zarur bo'lgan moslashgan elektrik xususiyatlarini yaratadi.

Quyidagi rasmga tasvirlangan sichqonchanliksiz DC motor haydovachisi voltaj manbaasi inversor bilan trapezoidal PMAC motori bilan jamlangan. Motorning stator navbarchalari yulduz ulanishida konfiguratsiya qilingan. Rasm ham trapezoidal PMAC motorining xarakteristik fazaviy voltaj maydonini tasvirlaydi, bu yuqorida tasvirlangan xususiy voltaj-induktsiya dinamikasini atrofida aks ettiradi. Bu maydon sichqonchanliksiz DC motor haydovachining samarali nazorat va ishlashini ta'minlaydigan asosiy xususiyatdir, bu juda samarali jarroq ishini va aniq tezlik nazoratini ta'minlaydi.

Sichqonchanliksiz DC motorning stator navbarchalari impulsli tok bilan ta'minlanadi. Har bir impuls 120 elektrik gradus davomida va induksiya voltaj sabit va maksimal qiymatga erishadigan hududda aniq belgilangan. Asosan, bu tok impulslarining qutbligi induksiya voltaj bilan mos keladi, bu elektrik kirishlar va motor tomonidan yaratiladigan magnit maydon orasidagi moslashgan interaksiyani ta'minlaydi.

Motorning havada farq maydoni doimiy darajada saqlanadi, va induksiya qilinadigan voltaj qiymati rotarning aylanish tezligiga proporsional. Bu munosabat motorning ishlashiga asosiy ahamiyatga ega, chunki u tezlikka bog'liq bo'lgan induksiya voltaj asosida motorning ishlashini aniq nazorat qilish imkonini beradi, bu juda samarali energiya uzilishi va turli ishlash shartlari uchun samarali ishlashni ta'minlaydi.

Har bir 60 gradus intervalda, tok motorning stator navbarchasining bir fazasiga kiradi va boshqasidan chiqadi. Bu o'zaro almashtiruvchi tok oqish modeli sichqonchanliksiz DC motorning ishlashining asosiy xarakteristikasi. Natijada, har bir 60 gradus intervalida motorga ta'minlangan quvvat quyidagi formulada ifodalangan, bu navbarcha fazalari ichidagi voltaj va tok orasidagi interaksiyani hisobga oladi.

Motordan yaratiladigan jarroq

Sichqonchanliksiz DC motor haydovachining jarroq maydoni quyidagi rasmga tasvirlandi. Motordan yaratiladigan jarroq hajmi DC quvvat bog'liqlari orqali o'tkazilayotgan tok bilan proporsional. Bu munosabat motorning dinamik xususiyatlari va ishlash xarakteristikalarini tushunish uchun asosiy ahamiyatga ega.

Bu haydovachida regenerativ breyking fazaviy tokni teskarisiga o'zgartirish orqali amalga oshiriladi. Fazaviy tok teskarisiga o'zgartirilganda, tok manbasi Id ham o'zgartiriladi. Bu o'zgartirish motor orqali, inversorga va nihoyatda DC manbaga qaytariladigan quvvat oqishni boshlaydi. Bu jarayonda, motor generator sifatida ishlaydi, yukdan mexanik energiyani elektrik energiyaga aylantiradi, bu esa energiyani qayta ishlatishga imkon beradi. Bu motorning tormozlanishiga yordam beradi va energiyani qayta ishlatish imkonini beradi, bu sistemaning umumiy samaradorligini oshiradi.

Haydovachining aylanish tezligi teskarisiga o'zgartirilganda, motor ichidagi induksiya qilinadigan voltajlarning qutbligi ham o'zgartiriladi. Voltaj qutbligi o'zgartirilganda, regenerativ breyking ishini boshlaydi, bu haydovachining yukdan mexanik energiyani elektrik energiyaga aylantirish va uni quvvat manbagacha qaytarish imkonini beradi.

Aksincha, motorning navbarchalarida o'tkazilayotgan tok yo'nalishi o'zgartirilganda, motorish ishini boshlaydi, motor kerakli yo'nalishda harakatlanadi. Regenerativ breyking va motorish ish rejimlari uchun mos keladigan tok maydonlari quyidagi rasmga tasvirlandi, bu turli shartlarda haydovachining elektrik xususiyatlarini vizual tarzda tasvirlaydi.

Sichqonchanliksiz DC motor haydovachining turlari

Sichqonchanliksiz DC motor haydovachini asosan ikkita turga bo'lish mumkin: past narxli sichqonchanliksiz DC motor haydovachi va bitta fazali sichqonchanliksiz DC motor haydovachi. Har bir tur o'ziga xos xarakteristikalar va ishlash printsiplariga ega, ular quyidagi qismda tahlil qilinadi.

Past narxli sichqonchanliksiz DC motor haydovachi

Past narxli sichqonchanliksiz DC motor haydovachi oddiylik va afordabil bo'lish maqsadida ishlab chiqarilgan. U tikuvchan konfiguratsiyaga ega, faqat uch transistor va uch diod konverterdan iborat. Bu tuzilish haydovachini uch fazali motorga faqat musbat tok yoki voltaj ta'minlashga cheklab qo'yadi.

Ishlashda, induksiya qilinadigan voltaj va tok motorning motorish va breyking funktsiyalari uchun muhim rol o'ynaydi. 120 gradusli musbat tok impulslar motorga ta'minlanganda, motorish ishni boshlaydi, motor chap tomondan aylanishni boshlaydi. Aksincha, bu tok impulslar 60 gradus gacha 180 gradusga siljiganda, motor breyking holatiga o'tadi. Tok impulslar vaqtida o'zgarishi elektrik kirish va motorning magnit maydoni orasidagi interaksiyani o'zgartiradi, bu aylanishdan breyking mekanizmiga o'tishni ta'minlaydi.

Past narxli sichqonchanliksiz DC motor haydovachining tok nazorati mekanizmi

Past narxli sichqonchanliksiz DC motor haydovachida fazaviy A ning toki tiristor Tr1 va diod D1 tomonidan aniq nazorat qilinadi. Tr1 aktivlashtirilganda (yoqilganda), manba voltaji Vd navbarcha A bilan ulanadi. Bu ulanish IA toki o'sishini boshlaydi. Aksincha, Tr1 deaktivlashtirilganda (ochilganda), iA toki diod D1 orqali bepul aylanishga o'tadi. Bepul aylanish jarayonida, iA toki kamayishni boshlaydi.

0-120º davrda, Tr1 o'zaro yoqilip ochilishi mumkin. Bu yoqilip ochilish strategiyasi haqiqiy tok IA toq toq maydoni iA bilan yaqin ravishda mos kelishi uchun ishlatiladi, bu ular orasidagi farq aniqlik bandini saqlaydi. Bu aniq nazorat motorning stabil ishlashini va samarali quvvat uzilishini ta'minlaydi.

Bitta fazali sichqonchanliksiz DC motor haydovachi

Bitta fazali sichqonchanliksiz DC motor haydovachining tuzilishi quyidagi rasmga tasvirlandi. Tahlil uchun, motor yarmuq brigada bitta fazali konverter tomonidan ta'minlangan deb faraz qilinsin, bu motorga kvadratli tok maydonini ta'minlaydi, shu maydon shartma-shart rasmga tasvirlangan. Bu maxsus tok maydon motorning ishlash xarakteristikalarini va ishlash xususiyatlarini aniqlashda muhim rol o'ynaydi.

Motordan yaratiladigan jarroq katta o'zgarishlarga ega, bu jarroq maydoni deb ataladi. Ammo, motor yuqori tezlikda ishlashda, motor-yuk tizimining inertsiyasi tabiiy filtri sifatida ishlaydi. Bu inertsiya jarroq o'zgarishlarni yumshatadi, bu motorning jarroq maydoni hali ham o'zgarishga rag'bat beradi, lekin motorning tezligi nisbatan bir xil qilib saqlanadi.