Per resoldre els problemes de control dels moderns sistemes de precisió, el motor sense escombretes s'utilitza cada cop més. Això es caracteritza pel gran avantatge d'aquests dispositius, així com per la formació activa de les capacitats computacionals de la microelectrònica. Com ja sabeu, poden proporcionar una densitat de parell llarga i una eficiència energètica elevada en comparació amb altres tipus de motors.
Esquema del motor sense escombretes
El motor consta de les parts següents:
1. Part posterior de la funda.
2. Estator.
3. Coixinet.
4. Disc magnètic (rotor).
5. Coixinet.
6. Estator en espiral.7. Davant de la caixa.
Un motor sense escombretes té una relació entre el bobinatge polifàsic de l'estator i el rotor. Tenen imants permanents i un sensor de posició integrat. La commutació del dispositiu s'implementa mitjançant un convertidor de vàlvules, com a resultat del qual va rebre aquest nom.
El circuit d'un motor sense escombretes consta d'una coberta posterior i una placa de circuit imprès de sensors, una funda de coixinet, un eix icoixinet, imants del rotor, anell aïllant, bobinatge, molla Belleville, separador, sensor Hall, aïllament, carcassa i cables.
En el cas de connectar els bobinatges amb una "estrella", el dispositiu té grans moments constants, de manera que aquest conjunt serveix per controlar els eixos. En el cas de subjectar els bobinatges amb un "triangle", es poden utilitzar per treballar a altes velocitats. Molt sovint, el nombre de parells de pols es calcula pel nombre d'imants del rotor, que ajuden a determinar la relació de revolucions elèctriques i mecàniques.
L'estator es pot fer amb nucli de ferro o sense ferro. Utilitzant aquests dissenys amb la primera opció, és possible assegurar-se que els imants del rotor no siguin atrets, però al mateix instant, l'eficiència del motor es redueix en un 20% a causa d'una disminució del valor del parell constant.
A partir del diagrama es pot veure que a l'estator es genera corrent als bobinatges, i al rotor es crea amb l'ajuda d'imants permanents d' alta energia.
Símbols: - VT1-VT7 - comunicadors de transistors; - A, B, C - fases de bobinat;
- M - parell motor;
- DR - sensor de posició del rotor; - U - regulador de tensió d'alimentació del motor;
- S (sud), N (nord) - direcció de l'imant;
- UZ - convertidor de freqüència;
- BR - velocitat sensor;
- VD – díode zener;
- L és un inductor.
El diagrama del motor mostra que un dels principals avantatges d'un rotor en què s'instal·len imants permanents és la reducció del seu diàmetrei, en conseqüència, una reducció del moment d'inèrcia. Aquests dispositius es poden incorporar al propi dispositiu o situar-se a la seva superfície. Una disminució d'aquest indicador sovint condueix a valors petits de l'equilibri del moment d'inèrcia del propi motor i de la càrrega que porta al seu eix, cosa que complica el funcionament de l'accionament. Per aquest motiu, els fabricants poden oferir un moment d'inèrcia estàndard i 2-4 vegades més gran.
Principis de treball
Avui, el motor sense escombretes s'està tornant molt popular, el principi de funcionament del qual es basa en el fet que el controlador del dispositiu comença a canviar els bobinatges de l'estator. A causa d'això, el vector del camp magnètic sempre roman desplaçat en un angle que s'aproxima a 900 (-900) en relació amb el rotor. El controlador està dissenyat per controlar el corrent que es mou a través dels bobinats del motor, inclosa la magnitud del camp magnètic de l'estator. Per tant, és possible ajustar el moment que actua sobre el dispositiu. Un exponent de l'angle entre vectors pot determinar la direcció de gir que actua sobre ell.
S'ha de tenir en compte que estem parlant de graus elèctrics (són molt més petits que els geomètrics). Per exemple, anem a calcular un motor sense escombretes amb un rotor, que té 3 parells de pols. Aleshores el seu angle òptim serà 900/3=300. Aquests parells proporcionen 6 fases dels bobinatges de commutació, llavors resulta que el vector de l'estator es pot moure en s alts de 600. A partir d'això es pot veure que l'angle real entre els vectors variarà necessàriament de 600 a 600.1200 a partir de la rotació del rotor.
El motor de la vàlvula, el principi de funcionament del qual es basa en la rotació de les fases de commutació, per la qual cosa el flux d'excitació es manté mitjançant un moviment relativament constant de l'induït, després que la seva interacció comenci a formar un moment. S'afanya a girar el rotor de tal manera que tots els fluxos d'excitació i induït coincideixen. Però durant el seu torn, el sensor comença a canviar els bobinatges i el flux passa al següent pas. En aquest punt, el vector resultant es mourà, però romandrà completament estacionari en relació al flux del rotor, que eventualment crearà un parell d'eix.
Avantatges
Utilitzant un motor sense escombretes a la feina, podem observar els seus avantatges:
- possibilitat d'utilitzar una àmplia gamma per modificar la velocitat;
- alt rendiment i dinàmica;
- màxima precisió de posicionament;
- baixos costos de manteniment;
: el dispositiu es pot atribuir a objectes a prova d'explosió;
- té la capacitat de suportar grans sobrecàrregues en el moment de la rotació;
- alta eficiència, que supera el 90%;
- hi ha contactes electrònics lliscants, que augmenten significativament la vida útil i la vida útil;
: sense sobreescalfament del motor elèctric durant el funcionament a llarg termini.
Defectes
Malgrat la gran quantitat d'avantatges, el motor sense escombretes també té desavantatges en el funcionament:
- control del motor força complicat;- relativamentl'elevat preu del dispositiu a causa de l'ús d'un rotor en el seu disseny, que té imants permanents cars.
Motor de reticència
El motor de reluctància de la vàlvula és un dispositiu en el qual es proporciona una resistència magnètica de commutació. En ell, la conversió d'energia es produeix a causa d'un canvi en la inductància dels bobinatges, que es troben a les pronunciades dents de l'estator quan es mou el rotor magnètic dentat. El dispositiu rep energia d'un convertidor elèctric, que canvia alternativament els bobinatges del motor amb rigor segons el moviment del rotor.
El motor de reluctància commutada és un sistema complex complex en el qual treballen conjuntament components de diversa naturalesa física. El disseny exitós d'aquests dispositius requereix un coneixement profund del disseny mecànic i de màquines, així com d'electrònica, electromecànica i tecnologia de microprocessador.
El dispositiu modern actua com un motor elèctric, actuant conjuntament amb un convertidor electrònic, que es fabrica mitjançant tecnologia integrada mitjançant un microprocessador. Et permet fer un control del motor d' alta qualitat amb el millor rendiment en el processament d'energia.
Propietats del motor
Aquests dispositius tenen una alta dinàmica, una gran capacitat de sobrecàrrega i un posicionament precís. Com que no hi ha parts mòbils,el seu ús és possible en un ambient explosiu agressiu. Aquests motors també s'anomenen motors sense escombretes, el seu principal avantatge, en comparació amb els motors col·lectors, és la velocitat, que depèn de la tensió d'alimentació del parell de càrrega. A més, una altra propietat important és l'absència d'elements abrasables i de fregament que canvien els contactes, la qual cosa augmenta el recurs d'utilitzar el dispositiu.
motors BLDC
Tots els motors de corrent continu es poden anomenar sense escombretes. Funcionen amb corrent continu. El conjunt de raspalls es proporciona per combinar elèctricament els circuits del rotor i l'estator. Aquesta part és la més vulnerable i bastant difícil de mantenir i reparar.
El motor BLDC funciona amb el mateix principi que tots els dispositius síncrons d'aquest tipus. És un sistema tancat que inclou un convertidor de semiconductors de potència, un sensor de posició del rotor i un coordinador.
Motors AC AC
Aquests dispositius s'alimenten de la xarxa de CA. La velocitat de gir del rotor i el moviment del primer harmònic de la força magnètica de l'estator coincideixen completament. Aquest subtipus de motors es pot utilitzar a grans potències. Aquest grup inclou els dispositius de vàlvula de pas i reactiu. Una característica distintiva dels dispositius de pas és el desplaçament angular discret del rotor durant el seu funcionament. La font d'alimentació dels bobinatges es forma mitjançant components semiconductors. El motor de la vàlvula està controlat perdesplaçament seqüencial del rotor, que crea la commutació de la seva potència d'un bobinat a un altre. Aquest dispositiu es pot dividir en monofàsic, trifàsic i multifàsic, el primer dels quals pot contenir un bobinatge d'arrencada o un circuit de canvi de fase, a més d'iniciar-se manualment.
El principi de funcionament d'un motor síncron
El motor síncron de la vàlvula funciona sobre la base de la interacció dels camps magnètics del rotor i l'estator. Esquemàticament, el camp magnètic durant la rotació es pot representar pels avantatges dels mateixos imants, que es mouen a la velocitat del camp magnètic de l'estator. El camp del rotor també es pot representar com un imant permanent que gira de manera sincrònica amb el camp de l'estator. En absència d'un parell extern que s'aplica a l'eix de l'aparell, els eixos coincideixen completament. Les forces d'atracció que actuen passen al llarg de tot l'eix dels pols i es poden compensar mútuament. L'angle entre ells s'estableix a zero.
Si s'aplica el parell de frenada a l'eix de la màquina, el rotor es mou cap al costat amb un retard. Per això, les forces atractives es divideixen en components que es dirigeixen al llarg de l'eix dels indicadors positius i perpendiculars a l'eix dels pols. Si s'aplica un moment extern, que crea acceleració, és a dir, comença a actuar en la direcció de gir de l'eix, la imatge de la interacció dels camps canviarà completament al contrari. La direcció del desplaçament angular comença a transformar-se al contrari, i en relació amb això, la direcció de les forces tangencials canvia imoment electromagnètic. En aquest escenari, el motor es converteix en un fre i el dispositiu funciona com a generador, que converteix l'energia mecànica subministrada a l'eix en energia elèctrica. Després es redirigeix a la xarxa que alimenta l'estator.
Quan no hi hagi un moment extern, el pol sortint començarà a prendre una posició en la qual l'eix dels pols del camp magnètic de l'estator coincidirà amb el longitudinal. Aquesta ubicació correspondrà a la resistència de flux mínima a l'estator.
Si s'aplica el parell de frenada a l'eix de la màquina, el rotor es desviarà, mentre que el camp magnètic de l'estator es deformarà, ja que el flux tendeix a tancar-se amb la menor resistència. Per determinar-ho, calen línies de força, la direcció de les quals en cadascun dels punts correspondrà al moviment de la força, de manera que un canvi de camp donarà lloc a l'aparició d'una interacció tangencial.
Un cop considerat tots aquests processos en motors síncrons, podem identificar el principi demostratiu de la reversibilitat de diverses màquines, és a dir, la capacitat de qualsevol aparell elèctric per canviar la direcció de l'energia convertida al contrari.
Motors sense escombretes d'imant permanent
El motor d'imant permanent s'utilitza per a aplicacions industrials i de defensa serioses, ja que aquest dispositiu té una gran reserva d'energia i eficiència.
Aquests dispositius s'utilitzen amb més freqüència en indústries on un consum d'energia relativament baix ipetites dimensions. Poden tenir una varietat de dimensions, sense restriccions tecnològiques. Al mateix temps, els grans dispositius no són completament nous, sovint són produïts per empreses que intenten superar les dificultats econòmiques que limiten la gamma d'aquests dispositius. Tenen els seus propis avantatges, entre els quals destaquen l' alta eficiència a causa de les pèrdues del rotor i l' alta densitat de potència. Per controlar motors sense escombretes, necessiteu un variador de freqüència.
Una anàlisi cost-benefici mostra que els dispositius d'imants permanents són molt més preferibles que altres tecnologies alternatives. La majoria de vegades s'utilitzen per a indústries amb un programa força pesat per al funcionament de motors marins, a les indústries militars i de defensa i altres unitats, el nombre de les quals augmenta constantment.
Motor a reacció
El motor de reluctància commutada funciona amb bobinatges bifàsics que s'instal·len al voltant de pols de l'estator diametralment oposats. La font d'alimentació es mou cap al rotor segons els pols. Així, la seva oposició es redueix completament al mínim.
El motor de corrent continu fet a mà proporciona una velocitat de conducció alta eficient amb un magnetisme optimitzat per al funcionament invers. La informació sobre la ubicació del rotor s'utilitza per controlar les fases de l'alimentació de tensió, ja que això és òptim per aconseguir un parell continu i suau.parell i alta eficiència.
Els senyals produïts pel motor a reacció es superposen a la fase angular insaturada de la inductància. La resistència mínima del pol correspon completament a la inductància màxima del dispositiu.
Un moment positiu només es pot obtenir en angles quan els indicadors són positius. A velocitats baixes, el corrent de fase s'ha de limitar necessàriament per tal de protegir l'electrònica d' alts volt-segons. El mecanisme de conversió es pot il·lustrar amb una línia d'energia reactiva. L'esfera de potència caracteritza la potència que es converteix en energia mecànica. En cas d'aturada sobtada, la força excessiva o residual torna a l'estator. Els indicadors mínims de la influència del camp magnètic en el rendiment del dispositiu són la seva principal diferència respecte a dispositius similars.
