Müasir dəqiq sistemlərə nəzarət problemlərini həll etmək üçün fırçasız motor getdikcə daha çox istifadə olunur. Bu, belə cihazların böyük üstünlüyü, həmçinin mikroelektronikanın hesablama imkanlarının fəal şəkildə formalaşması ilə xarakterizə olunur. Bildiyiniz kimi, onlar digər mühərrik növləri ilə müqayisədə yüksək uzun fırlanma anı sıxlığı və enerji səmərəliliyi təmin edə bilirlər.
Fırçasız motorun sxemi
Mühərrik aşağıdakı hissələrdən ibarətdir:
1. İşin arxası.
2. Stator.
3. Rulman.
4. Maqnit disk (rotor).
5. Rulman.
6. Sarılmış stator.7. Korpusun önü.
Fırçasız mühərrik statorun və rotorun çoxfazalı sarğı arasında əlaqəyə malikdir. Onların daimi maqnitləri və daxili mövqe sensoru var. Cihazın dəyişdirilməsi klapan çeviricisi vasitəsilə həyata keçirilir, bunun nəticəsində o, belə bir ad almışdır.
Fırçasız mühərrikin dövrəsi arxa qapaqdan və sensorların çap edilmiş dövrə lövhəsindən, rulman qolundan, mildən və şaftdan ibarətdir.podşipnik, rotor maqnitləri, izolyasiya halqası, dolama, Belleville yayı, boşluq, Hall sensoru, izolyasiya, korpus və naqillər.
Sargıların "ulduz" ilə birləşdirilməsi vəziyyətində, cihaz böyük sabit anlara malikdir, buna görə də bu montaj b altaları idarə etmək üçün istifadə olunur. Sargıların "üçbucaq" ilə bərkidilməsi vəziyyətində, yüksək sürətlə işləmək üçün istifadə edilə bilər. Çox vaxt qütb cütlərinin sayı elektrik və mexaniki inqilabların nisbətini təyin etməyə kömək edən rotor maqnitlərinin sayı ilə hesablanır.
Stator dəmirsiz və ya dəmir nüvədən hazırlana bilər. Birinci variantla belə konstruksiyalardan istifadə etməklə rotor maqnitlərinin çəkilməməsini təmin etmək olar, lakin eyni anda sabit fırlanma momentinin dəyərinin azalması səbəbindən mühərrikin səmərəliliyi 20% azalır.
Sxemdən görünür ki, statorda cərəyan sarımlarda, rotorda isə yüksək enerjili daimi maqnitlərin köməyi ilə yaranır.
Rimələr: - VT1-VT7 - tranzistor kommunikatorları; - A, B, C – sarma fazaları;
- M – mühərrik fırlanma anı;
- DR – rotorun mövqeyi sensoru; - U – motor təchizatı gərginliyi tənzimləyicisi;
- S (cənub), N (şimal) – maqnit istiqaməti;
- UZ – tezlik çeviricisi;
- BR – sürət sensor;
- VD – zener diodu;
- L induktordur.
Mühərrik diaqramı göstərir ki, daimi maqnitlərin quraşdırıldığı rotorun əsas üstünlüklərindən biri onun diametrinin azalmasıdır.və nəticədə ətalət momentinin azalması. Bu cür cihazlar cihazın özünə daxil edilə bilər və ya onun səthində yerləşdirilə bilər. Bu göstəricinin azalması çox vaxt motorun özünün ətalət anının tarazlığının və onun miline gətirilən yükün kiçik dəyərlərinə gətirib çıxarır ki, bu da sürücünün işini çətinləşdirir. Bu səbəbdən istehsalçılar standart və 2-4 dəfə daha yüksək ətalət momenti təklif edə bilərlər.
İş prinsipləri
Bu gün fırçasız mühərrik çox populyarlaşır, onun iş prinsipi cihazın idarəedicisinin stator sarımlarını dəyişməyə başlamasına əsaslanır. Bununla əlaqədar olaraq, maqnit sahəsinin vektoru həmişə rotorla müqayisədə 900 (-900)-ə yaxınlaşan bir bucaqla yerdəyişmiş olaraq qalır. Nəzarətçi statorun maqnit sahəsinin böyüklüyü də daxil olmaqla, mühərrik sarımları vasitəsilə hərəkət edən cərəyanı idarə etmək üçün nəzərdə tutulmuşdur. Buna görə də cihaza təsir edən anı tənzimləmək mümkündür. Vektorlar arasındakı bucağın göstəricisi ona təsir edən fırlanma istiqamətini təyin edə bilər.
Nəzərə almaq lazımdır ki, söhbət elektrik dərəcələrindən gedir (onlar həndəsi dərəcələrdən çox kiçikdir). Məsələn, 3 cüt dirəyə malik olan rotorlu fırçasız mühərrikin hesablamasını götürək. Onda onun optimal bucağı 900/3=300 olacaqdır. Bu cütlər keçid sarımlarının 6 fazasını təmin edir, sonra məlum olur ki, stator vektoru 600-lük sıçrayışlarla hərəkət edə bilər. Buradan görünür ki, vektorlar arasında real bucaq mütləq 600-dən dəyişəcək. Rotorun fırlanmasından başlayaraq 1200.
İş prinsipi keçid fazalarının fırlanmasına əsaslanan klapan mühərriki, bunun sayəsində həyəcan axını armaturun nisbətən sabit hərəkəti ilə saxlanılır, onların qarşılıqlı təsirindən sonra fırlanan an. O, rotoru elə çevirməyə tələsir ki, bütün həyəcan və armatur axınları üst-üstə düşsün. Ancaq öz növbəsində, sensor sarımları dəyişdirməyə başlayır və axın növbəti mərhələyə keçir. Bu zaman yaranan vektor hərəkət edəcək, lakin rotor axınına nisbətən tamamilə stasionar qalacaq və nəticədə mil fırlanma momenti yaradacaq.
Faydalar
İşdə fırçasız motordan istifadə edərək onun üstünlüklərini qeyd edə bilərik:
- sürəti dəyişmək üçün geniş diapazondan istifadə etmək imkanı;
- yüksək dinamika və performans;
- maksimum yerləşdirmə dəqiqliyi;
- aşağı təmir xərcləri;
- cihaz partlayışa davamlı obyektlərə aid edilə bilər;
- fırlanma anında böyük yüklənmələrə dözmək qabiliyyətinə malikdir;
- 90%-dən çox olan yüksək səmərəlilik;
- iş müddətini və xidmət müddətini əhəmiyyətli dərəcədə artıran sürüşən elektron kontaktlar var;
- uzunmüddətli istismar zamanı elektrik mühərrikinin həddindən artıq istiləşməsi yoxdur.
Qüsurlar
Böyük sayda üstünlüklərə baxmayaraq, fırçasız motorun işində çatışmazlıqlar da var:
- kifayət qədər mürəkkəb motor idarəetməsi;- nisbətəndizaynında bahalı daimi maqnitlərə malik rotorun istifadəsi səbəbindən cihazın yüksək qiyməti.
İstəksiz motor
Klapan-istəksiz mühərrik keçid maqnit müqavimətinin təmin edildiyi bir cihazdır. Onda enerji çevrilməsi dişli maqnit rotoru hərəkət edərkən açıq stator dişlərində yerləşən sarımların endüktansındakı dəyişiklik səbəbindən baş verir. Cihaz elektrik çeviricisindən enerji alır, o, növbə ilə rotorun hərəkətinə uyğun olaraq mühərrik sarımlarını ciddi şəkildə dəyişdirir.
Komutasiya edilmiş istəksizlik mühərriki müxtəlif fiziki təbiətin komponentlərinin birlikdə işlədiyi mürəkkəb kompleks sistemdir. Bu cür cihazların uğurlu dizaynı maşın və mexaniki dizayn, həmçinin elektronika, elektromexanika və mikroprosessor texnologiyası haqqında dərin bilik tələb edir.
Müasir cihaz mikroprosessordan istifadə edərək inteqrasiya olunmuş texnologiya ilə hazırlanmış elektron çevirici ilə birlikdə elektrik mühərriki kimi fəaliyyət göstərir. Bu, enerji emalında ən yaxşı performansla yüksək keyfiyyətli mühərrik idarəetməsini həyata keçirməyə imkan verir.
Mühərrik xüsusiyyətləri
Belə cihazlar yüksək dinamikaya, yüksək yükləmə qabiliyyətinə və dəqiq yerləşdirməyə malikdir. Hərəkət edən hissələr olmadığı üçünonların istifadəsi partlayıcı aqressiv mühitdə mümkündür. Belə mühərriklərə fırçasız mühərriklər də deyilir, kollektor mühərrikləri ilə müqayisədə onların əsas üstünlüyü yükləmə momentinin təchizatı gərginliyindən asılı olan sürətdir. Həmçinin, digər mühüm xüsusiyyət kontaktları dəyişdirən aşınmaya məruz qalan və sürtünən elementlərin olmamasıdır ki, bu da cihazın istifadəsi resursunu artırır.
BLDC mühərrikləri
Bütün DC mühərrikləri fırçasız adlandırmaq olar. Onlar birbaşa cərəyanla işləyirlər. Fırça qurğusu rotor və stator dövrələrini elektriklə birləşdirmək üçün nəzərdə tutulub. Belə hissə ən həssasdır və ona qulluq etmək və təmir etmək olduqca çətindir.
BLDC motoru bu tip bütün sinxron cihazlarla eyni prinsiplə işləyir. Bu, güc yarımkeçirici çeviricisi, rotor mövqeyi sensoru və koordinatoru əhatə edən qapalı sistemdir.
AC AC mühərrikləri
Bu cihazlar enerjisini AC şəbəkəsindən alır. Rotorun fırlanma sürəti və statorun maqnit qüvvəsinin ilk harmonikasının hərəkəti tamamilə üst-üstə düşür. Bu tip mühərriklər yüksək güclərdə istifadə edilə bilər. Bu qrupa pilləli və reaktiv klapan cihazları daxildir. Addım qurğularının fərqli bir xüsusiyyəti, işləmə zamanı rotorun diskret açısal yerdəyişməsidir. Sarımların enerji təchizatı yarımkeçirici komponentlərdən istifadə etməklə formalaşır. Vana motoru tərəfindən idarə olunurgücünün bir sarımdan digərinə keçidini yaradan rotorun ardıcıl yerdəyişməsi. Bu cihaz tək fazalı, üç fazalı və çoxfazalıya bölünə bilər, bunlardan birincisi başlanğıc sarğı və ya faza keçid dövrəsini ehtiva edə bilər, həmçinin əl ilə işə salına bilər.
Sinxron mühərrikin işləmə prinsipi
Sinxron klapan mühərriki rotorun və statorun maqnit sahələrinin qarşılıqlı təsiri əsasında işləyir. Sxematik olaraq, fırlanma zamanı maqnit sahəsi statorun maqnit sahəsinin sürətində hərəkət edən eyni maqnitlərin üstünlükləri ilə təmsil oluna bilər. Rotor sahəsini stator sahəsi ilə sinxron fırlanan daimi maqnit kimi də təsvir etmək olar. Aparatın şaftına tətbiq olunan xarici fırlanma momenti olmadıqda, oxlar tamamilə üst-üstə düşür. Təsiredici cazibə qüvvələri qütblərin bütün oxu boyunca keçir və bir-birini kompensasiya edə bilir. Aralarındakı bucaq sıfıra ayarlanıb.
Əyləc fırlanma anı maşının şaftına tətbiq olunarsa, rotor gecikmə ilə yana doğru hərəkət edir. Bununla əlaqədar olaraq, cəlbedici qüvvələr müsbət göstəricilərin oxu boyunca yönəldilmiş və qütblərin oxuna perpendikulyar olan komponentlərə bölünür. Sürətlənmə yaradan xarici an tətbiq edilərsə, yəni şaftın fırlanma istiqamətində hərəkət etməyə başlayırsa, sahələrin qarşılıqlı təsirinin şəkli tamamilə əksinə dəyişəcəkdir. Bucaq yerdəyişməsinin istiqaməti əksinə çevrilməyə başlayır və bununla əlaqədar olaraq tangensial qüvvələrin istiqaməti dəyişir vəelektromaqnit an. Bu ssenaridə mühərrik əyləcə çevrilir və cihaz şafta verilən mexaniki enerjini elektrik enerjisinə çevirən generator kimi işləyir. Sonra statoru qidalandıran şəbəkəyə yönləndirilir.
Xarici qütb anı olmadıqda, statorun maqnit sahəsinin qütblərinin oxunun uzununa olanı ilə üst-üstə düşdüyü mövqe tutmağa başlayacaq. Bu yerləşdirmə statordakı minimum axın müqavimətinə uyğun olacaq.
Əyləc fırlanma anı maşının şaftına tətbiq edilərsə, axın ən az müqavimətlə bağlanmağa meylli olduğundan, rotor sapacaq, statorun maqnit sahəsi deformasiyaya uğrayacaq. Onu müəyyən etmək üçün hər bir nöqtədə istiqaməti qüvvənin hərəkətinə uyğun gələn qüvvə xətləri lazımdır, beləliklə sahədəki dəyişiklik tangensial qarşılıqlı təsirin yaranmasına səbəb olacaq.
Sinxron mühərriklərdəki bütün bu prosesləri nəzərdən keçirərək, biz müxtəlif maşınların tərsinə çevrilməsinin nümayişi prinsipini, yəni istənilən elektrik aparatının çevrilmiş enerjinin istiqamətini əksinə dəyişmək qabiliyyətini müəyyən edə bilərik.
Daimi maqnit fırçasız mühərriklər
Daimi maqnit mühərriki ciddi müdafiə və sənaye tətbiqləri üçün istifadə olunur, çünki belə bir cihaz böyük güc ehtiyatına və səmərəliliyə malikdir.
Bu cihazlar ən çox enerji istehlakının nisbətən az olduğu və sənaye sahələrində istifadə olunurkiçik ölçülər. Onlar texnoloji məhdudiyyətlər olmadan müxtəlif ölçülərə malik ola bilərlər. Eyni zamanda, böyük cihazlar tamamilə yeni deyil, ən çox bu cihazların çeşidini məhdudlaşdıran iqtisadi çətinlikləri aradan qaldırmağa çalışan şirkətlər tərəfindən istehsal olunur. Onların öz üstünlükləri var, bunlar arasında rotor itkiləri və yüksək güc sıxlığı səbəbindən yüksək səmərəlilik var. Fırçasız mühərrikləri idarə etmək üçün sizə dəyişən tezlikli sürücü lazımdır.
Xərc-fayda təhlili göstərir ki, daimi maqnit cihazları digər alternativ texnologiyalardan daha çox üstünlük təşkil edir. Çox vaxt onlar dəniz mühərriklərinin istismarı üçün kifayət qədər ağır qrafiki olan sənayelərdə, hərbi və müdafiə sənayesində və sayı durmadan artırılan digər bölmələrdə istifadə olunur.
Reaktiv mühərrik
Komutasiya edilmiş istəksizlik mühərriki diametrik olaraq əks stator dirəkləri ətrafında quraşdırılmış iki fazalı sarımlardan istifadə etməklə işləyir. Enerji təchizatı qütblərə uyğun olaraq rotora doğru hərəkət edir. Beləliklə, onun müxalifəti tamamilə minimuma endirilir.
Əl istehsalı DC mühərriki tərs əməliyyat üçün optimallaşdırılmış maqnitizmlə yüksək səmərəli sürmə sürətini təmin edir. Rotorun yeri haqqında məlumat gərginlik təchizatının fazalarını idarə etmək üçün istifadə olunur, çünki bu, davamlı və hamar fırlanma anına nail olmaq üçün optimaldır.fırlanma momenti və yüksək səmərəlilik.
Reaktiv mühərrik tərəfindən istehsal olunan siqnallar endüktansın açısal doymamış fazası üzərinə qoyulur. Minimum dirək müqaviməti cihazın maksimum endüktansına tam uyğundur.
Müsbət an yalnız göstəricilər müsbət olduqda bucaqlarda əldə edilə bilər. Aşağı sürətlərdə elektronikanı yüksək volt-saniyələrdən qorumaq üçün faza cərəyanı mütləq məhdudlaşdırılmalıdır. Dönüştürmə mexanizmi reaktiv enerji xətti ilə təsvir edilə bilər. Güc sferası mexaniki enerjiyə çevrilən gücü xarakterizə edir. Qəfil bağlanma halında, artıq və ya qalıq qüvvə statora qayıdır. Maqnit sahəsinin cihazın işinə təsirinin minimum göstəriciləri onun oxşar cihazlardan əsas fərqidir.
