Dunyodagi energiya iste'molining deyarli yarmi motorlar tomonidan iste'mol qilinadi, shuning uchun motorlarning yuqori samaradorligi dunyodagi energiya muammolarini hal qilishning eng samarali chorasi deb ataladi.
Umuman olganda, bu magnit maydonda oqayotgan oqim tomonidan hosil bo'lgan kuchning aylanma harakatga aylanishini anglatadi va keng ma'noda chiziqli harakatni ham o'z ichiga oladi.Dvigatel tomonidan boshqariladigan quvvat manbai turiga ko'ra, uni DC vosita va AC motoriga bo'lish mumkin.Dvigatelning aylanish printsipiga ko'ra, uni taxminan quyidagi toifalarga bo'lish mumkin.(maxsus motorlardan tashqari)
AC AC vosita Brushed vosita: Keng qo'llaniladigan cho'tkali vosita odatda DC vosita deb ataladi.Oqimni almashtirish uchun "cho'tka" (stator tomoni) va "kommutator" (armatur tomoni) deb ataladigan elektrod ketma-ket aloqa qiladi va shu bilan aylanish harakatini amalga oshiradi.Brushless DC vosita: U cho'tkalar va kommutatorlarga muhtoj emas, lekin oqimni almashtirish va aylanishni amalga oshirish uchun tranzistorlar kabi kommutatsiya funktsiyalaridan foydalanadi.Step vosita: Bu vosita impuls kuchi bilan sinxron ishlaydi, shuning uchun u impulsli vosita deb ham ataladi.Uning xarakteristikasi shundaki, u to'g'ri joylashishni aniqlash operatsiyasini osongina amalga oshirishi mumkin.Asenkron vosita: Muqobil oqim statorni aylanadigan magnit maydon hosil qiladi, bu esa rotorni induksiyalangan oqim hosil qiladi va uning o'zaro ta'siri ostida aylanadi.AC (o'zgaruvchan tok) dvigateli Sinxron vosita: o'zgaruvchan tok aylanadigan magnit maydon hosil qiladi va magnit qutbli rotor tortishish tufayli aylanadi.Aylanish tezligi quvvat chastotasi bilan sinxronlashtiriladi.
Oqim, magnit maydon va kuch haqida Avvalo, vosita printsipini quyidagi tushuntirishni osonlashtirish uchun, keling, oqim, magnit maydon va kuch haqidagi asosiy qonunlarni/qoidalarni ko'rib chiqaylik.Nostalji tuyg'usi mavjud bo'lsa-da, magnit komponentlardan tez-tez foydalanmasangiz, bu bilimni unutish oson.
Dvigatel qanday aylanadi?1) vosita magnit va magnit kuch yordamida aylanadi.Aylanadigan milga ega doimiy magnit atrofida ① magnitni aylantiring (aylanuvchi magnit maydon hosil qilish uchun), ② N qutbning turli qutblari va S qutblari o'ziga tortadi va bir xil darajadagi qaytaradi, ③ magnit bilan magnitni aylantiring. aylanuvchi mil aylanadi.
Simda oqayotgan oqim uning atrofida aylanadigan magnit maydonni (magnit kuch) keltirib chiqaradi, shuning uchun magnit aylanadi, bu aslida bu bilan bir xil harakat holatidir.
Bundan tashqari, sim lasanga o'ralganida magnit kuch sintezlanib, katta magnit maydon oqimini (magnit oqimi) hosil qiladi, natijada N-qutb va S-qutb hosil bo'ladi.Bundan tashqari, temir yadroni lasan shaklidagi o'tkazgichga kiritish orqali magnit maydon chiziqlari oson o'tadi va kuchli magnit kuch hosil qilishi mumkin.2) Haqiqiy aylanadigan vosita Bu erda aylanadigan elektr mashinasining amaliy usuli sifatida uch fazali AC va lasan yordamida aylanadigan magnit maydonni ishlab chiqarish usuli joriy etilgan.(Uch fazali o'zgaruvchan tok - fazalar oralig'i 120 bo'lgan o'zgaruvchan tok signalidir.) Temir yadro atrofida o'ralgan g'altaklar uch fazaga bo'linadi va U fazali bobinlar, V fazali bobinlar va W fazali sariqlar oraliqda joylashgan. 120. Yuqori kuchlanishli bobinlar N qutb hosil qiladi, past kuchlanishli esa S qutb hosil qiladi.Har bir faza sinus to'lqiniga qarab o'zgaradi, shuning uchun har bir bobin va uning magnit maydoni (magnit kuchi) tomonidan hosil qilingan qutb (N qutb, S qutb) o'zgaradi.Bu vaqtda, faqat N qutb hosil qiluvchi bobinlarni ko'rib chiqing va ularni U-fazali lasan →V-fazali lasan →W-fazali lasan →U-fazali lasan tartibida o'zgartiring va shu bilan aylanadi.Kichik dvigatelning tuzilishi Quyidagi rasmda pog'onali vosita, cho'tkasi bo'lgan doimiy to'g'ridan-to'g'ri dvigatel va cho'tkasiz shahar motorining umumiy tuzilishi va taqqoslanishi ko'rsatilgan.Ushbu motorlarning asosiy komponentlari asosan bobinlar, magnitlar va rotorlardir.Bundan tashqari, har xil turlarga ko'ra, ular lasan sobit turiga va magnitlangan sobit turga bo'linadi.
Bu erda cho'tka DC motorining magniti tashqi tomondan o'rnatiladi va bobin ichki tomondan aylanadi.Cho'tka va kommutator lasanga quvvat berish va oqim yo'nalishini o'zgartirish uchun javobgardir.Bu erda cho'tkasi bo'lmagan dvigatelning bobini tashqi tomondan o'rnatiladi va magnit ichki tomondan aylanadi.Har xil turdagi motorlar tufayli, asosiy komponentlar bir xil bo'lsa ham, ularning tuzilmalari farqlanadi.Bu har bir qismda batafsil bayon qilinadi.Cho'tkali vosita Cho'tkasi dvigatelining tuzilishi Quyida modelda tez-tez ishlatiladigan cho'tkasi bo'lgan shahar motorining ko'rinishi va oddiy ikki kutupli (ikki magnit) uch uyali (uch bobinli) dvigatelning portlagan sxematik diagrammasi keltirilgan.Ehtimol, ko'p odamlar dvigatelni qismlarga ajratish va magnitni olish tajribasiga ega.Ko'rinib turibdiki, cho'tkaning doimiy magnitlangan doimiy magnitlanganligi va cho'tkaning DC motorining bobini ichki markaz atrofida aylanishi mumkin.Ruxsat etilgan tomon "stator" deb ataladi va aylanadigan tomon "rotor" deb ataladi.
Cho'tkasi dvigatelining aylanish printsipi ① Boshlang'ich holatdan soat miliga teskari burang A bobini yuqorida bo'lib, quvvat manbaini cho'tkaga ulaydi va chap tomoni (+) va o'ng tomoni (-) bo'lsin.Chap cho'tkadan katta oqim kollektor orqali lasan A ga oqadi.Bu lasan A ning yuqori qismi (tashqi) S qutbga aylanadigan strukturadir.A g'altakning oqimining 1/2 qismi chap cho'tkadan B g'altakchasiga va C g'altakning A bo'lagiga teskari yo'nalishda oqib o'tganligi sababli, B g'altakning tashqi tomonlari va C g'altakning zaif N qutblari bo'ladi (bo'limda bir oz kichikroq harflar bilan ko'rsatilgan). rasm).Ushbu bobinlarda hosil bo'lgan magnit maydon va magnitlarning itarilishi va tortishishi bobinlarni soat sohasi farqli ravishda aylantiradi.② yana soat miliga teskari aylantirish.Keyinchalik, o'ng cho'tka A bobini soat miliga teskari 30 gradusga aylanadigan holatda ikkita kommutator bilan aloqa qiladi deb taxmin qilinadi.Bobin A oqimi doimiy ravishda chap cho'tkadan o'ng cho'tkaga oqadi va bobinning tashqi tomoni S qutbni ushlab turadi.A g'altakning bir xil oqimi B g'altakdan o'tadi va B g'altakning tashqi tomoni kuchliroq N-qutbga aylanadi.C g'altakning ikkala uchi cho'tkalar bilan qisqa tutashganligi sababli, oqim o'tmaydi va magnit maydon hosil bo'lmaydi.Bu holatda ham u soat miliga teskari aylanish kuchiga duchor bo'ladi.③ dan ④ gacha, yuqori bobin doimiy ravishda chapga harakatlanadigan kuchni oladi va pastki bobin doimiy ravishda o'ngga harakatlanadigan kuchni oladi va soat miliga teskari aylanishda davom etadi.Bobin har 30 gradusda ③ va ④ ga aylanganda, lasan markaziy gorizontal o'qdan yuqorida joylashganda, bobinning tashqi tomoni S qutbga aylanadi;Bobin pastda joylashganida, u N qutbga aylanadi va bu harakat takrorlanadi.Boshqacha qilib aytadigan bo'lsak, yuqori bobin bir necha marta chapga harakatlanadigan kuchga, pastki bobin esa o'ngga (ikkalasi ham soat miliga teskari) qayta-qayta ta'sir qiladi.Bu rotorning har doim soat sohasi farqli ravishda aylanishiga olib keladi.Agar quvvat manbai qarama-qarshi chap cho'tkaga (-) va o'ng cho'tkaga (+) ulangan bo'lsa, g'altakda qarama-qarshi yo'nalishli magnit maydon hosil bo'ladi, shuning uchun bobinga qo'llaniladigan kuchning yo'nalishi ham qarama-qarshi bo'lib, soat yo'nalishi bo'yicha aylanadi. .Bunga qo'shimcha ravishda, elektr ta'minoti uzilganda, cho'tka motorining rotori aylanishni to'xtatadi, chunki uning aylanishini ushlab turish uchun magnit maydon yo'q.Uch fazali to'liq to'lqinli cho'tkasiz vosita Uch fazali to'liq to'lqinli cho'tkasiz motorning ko'rinishi va tuzilishi
Ichki struktura diagrammasi va uch fazali to'liq to'lqinli cho'tkasi bo'lmagan dvigatelning kangal ulanishining ekvivalent davri Keyingi ichki strukturaning sxematik diagrammasi va lasan ulanishining ekvivalent sxemasi.Ichki struktura diagrammasi 2-qutbli (2 magnit) 3-yivli (3 bobinli) dvigatelning oddiy namunasidir.U bir xil sonli qutblar va tirqishlarga ega bo'lgan cho'tkaning motor tuzilishiga o'xshaydi, lekin lasan tomoni mahkamlangan va magnit aylanishi mumkin.Albatta, cho'tkasi yo'q.Bunday holda, bobin Y-ulanish usulini qabul qiladi va yarimo'tkazgich elementi bobinga oqim berish uchun ishlatiladi va oqimning kirish va chiqishi aylanadigan magnitning holatiga qarab boshqariladi.Ushbu misolda magnitning o'rnini aniqlash uchun Hall elementi ishlatiladi.Hall elementi bobinlar orasiga joylashtirilgan va hosil bo'lgan kuchlanishni magnit maydon kuchiga qarab aniqlaydi va uni joylashuv ma'lumoti sifatida ishlatadi.Ilgari berilgan FDD shpindelli dvigateli tasvirida, shuningdek, joyni aniqlash uchun bobin va bobin o'rtasida Hall elementi (lasan ustida) mavjudligini ham ko'rish mumkin.Hall elementi - taniqli magnit sensori.Magnit maydonning kattaligi kuchlanish kattaligiga aylantirilishi mumkin va magnit maydonning yo'nalishi ijobiy va salbiy bilan ifodalanishi mumkin.
Uch fazali to'liq to'lqinli cho'tkasiz motorning aylanish printsipi Keyinchalik, cho'tkasiz motorning aylanish printsipi ① ~ ⑥ bosqichlariga muvofiq tushuntiriladi.Oson tushunish uchun bu erda doimiy magnit dumaloqdan to'rtburchaklargacha soddalashtirilgan.① Uch fazali g'altakda, lasan 1 soatning 12 soat yo'nalishi bo'yicha, g'altak 2 soatning soat 4 yo'nalishi bo'yicha va g'altak 3 8 ga o'rnatilsin. soatning soat yo'nalishi.2 qutbli doimiy magnitning N qutbi chapda, S qutbi o'ngda bo'lsin va u aylana oladi.G'altakdan tashqarida S-qutbli magnit maydon hosil qilish uchun Io oqimi g'altak 1ga oqib o'tadi.Io/2 oqimi g'altakning 2 va g'altakning 3 dan oqib, g'altakdan tashqarida N-qutbli magnit maydon hosil qiladi.G‘altak 2 va 3 g‘altakning magnit maydonlari vektor sintez qilinganda pastga qarab N-qutbli magnit maydon hosil bo‘ladi, bu oqim Io bir g‘altakdan o‘tganda va magnitga qo‘shilganda hosil bo‘ladigan magnit maydon hajmidan 0,5 baravar katta. g'altakning maydoni 1, u 1,5 marta bo'ladi.Bu doimiy magnitga nisbatan 90 burchakli kompozit magnit maydon hosil qiladi, shuning uchun maksimal moment hosil bo'lishi mumkin va doimiy magnit soat yo'nalishi bo'yicha aylanadi.G'altakning 2 oqimi kamaytirilganda va g'altakning 3 oqimi aylanish holatiga ko'ra oshirilganda, hosil bo'lgan magnit maydon ham soat yo'nalishi bo'yicha aylanadi va doimiy magnit ham aylanishda davom etadi.② 30 gradusga aylantirilganda, oqim Io g'altakning 1 ga oqib o'tadi, shuning uchun g'altakning 2dagi tok nolga teng bo'ladi va Io tok g'altakning 3 dan oqib chiqadi. G'altakning 1 tashqi tomoni S qutbga aylanadi, g'altakning 3 tashqi tomoni esa N qutbga aylanadi.Vektorlar birlashtirilganda hosil bo'lgan magnit maydon oqim Io g'altakdan o'tganda hosil bo'lgan √3(≈1,72) martaga teng.Bu, shuningdek, doimiy magnitning magnit maydoniga nisbatan 90 burchak ostida hosil bo'lgan magnit maydon hosil qiladi va soat yo'nalishi bo'yicha aylanadi.G'altakning 1 oqimining Io oqimi aylanish holatiga ko'ra kamaytirilsa, g'altakning 2 oqimining oqimi noldan ortadi va 3 g'altakning chiqish oqimi Io ga ko'paytirilsa, hosil bo'lgan magnit maydon ham soat yo'nalishi bo'yicha aylanadi, va doimiy magnit aylanishda davom etadi.Har bir fazali tok sinusoidal deb faraz qilsak, bu yerdagi oqim qiymati io× sin (p 3) = io× √ 32. Magnit maydonning vektor sintezi orqali umumiy magnit maydon (√ 32) 2× 2 = 1,5 marta. lasan tomonidan yaratilgan magnit maydon.※.Har bir faza oqimi sinus to'lqin bo'lsa, doimiy magnit qayerda bo'lishidan qat'i nazar, vektor kompozit magnit maydonining kattaligi lasan tomonidan yaratilgan magnit maydonning 1,5 barobarini tashkil qiladi va magnit maydon 90 graduslik burchak hosil qiladi. doimiy magnitning magnit maydoni.③ 30 gradusga aylanishda davom etayotgan holatda Io/2 tok 1 g‘altakga, tok Io/2 g‘altak 2ga, tok Io g‘altak 3 dan oqib chiqadi. G‘altakning 1 tashqi tomoni S qutbga aylanadi. , g'altakning 2 tashqi tomoni S qutbga, g'altakning 3 tashqi tomoni esa N qutbga aylanadi.Vektorlar birlashtirilganda, hosil bo'lgan magnit maydon Io oqimi g'altakdan o'tganda hosil bo'lgan 1,5 baravar ko'p (① bilan bir xil).Bu erda doimiy magnitning magnit maydoniga nisbatan 90 graduslik burchakka ega bo'lgan sintetik magnit maydon ham hosil bo'ladi va soat yo'nalishi bo'yicha aylanadi.④～⑥ ① ~ ③ bilan bir xil tarzda aylantiring.Shunday qilib, agar bobinga oqib tushayotgan oqim doimiy magnitning holatiga qarab doimiy ravishda almashtirilsa, doimiy magnit belgilangan yo'nalishda aylanadi.Xuddi shunday, agar oqim teskari yo'nalishda oqsa va sintetik magnit maydon teskari bo'lsa, u soat sohasi farqli ravishda aylanadi.Quyidagi rasmda ① dan ⑥ gacha bo'lgan har bir qadamda har bir bobinning oqimi ko'rsatilgan.Yuqoridagi kirish orqali biz joriy o'zgarish va aylanish o'rtasidagi munosabatni tushunishimiz kerak.stepmotor Step motor - bu aylanish burchagi va tezligini impuls signali bilan sinxron va aniq boshqara oladigan vosita turi.Bosqichli vosita "impulsli vosita" deb ham ataladi.Poydevorli vosita joylashishni aniqlashga muhtoj bo'lgan asbob-uskunalarda keng qo'llaniladi, chunki u aniq joylashishni aniqlash sensori ishlatmasdan faqat ochiq-oydin boshqaruv orqali amalga oshirishi mumkin.Bosqichli dvigatelning tuzilishi (ikki fazali bipolyar) Tashqi ko'rinishdagi misollarda HB (gibrid) va PM (doimiy magnit) pog'onali motorlarning ko'rinishlari keltirilgan.O'rtadagi struktura diagrammasi HB va PM ning tuzilishini ham ko'rsatadi.Step motor - bu qattiq lasan va aylanadigan doimiy magnitlangan struktura.O'ngdagi qadam motorining ichki tuzilishining kontseptual diagrammasi ikki fazali (ikki guruh) sariqlardan foydalangan holda PM motorining namunasidir.Bosqichli dvigatelning asosiy tuzilishi misolida lasan tashqi tomondan joylashtirilgan va doimiy magnit ichki tomondan joylashtirilgan.Ikki fazaga qo'shimcha ravishda, uch fazali va beshta teng fazali bobinlarning ko'p turlari mavjud.Ba'zi pog'onali motorlar boshqa turli tuzilmalarga ega, ammo ularning ishlash tamoyillarini joriy qilish uchun ushbu maqola qadam motorlarining asosiy tuzilishini beradi.Ushbu maqola orqali men qadam motori asosan lasanni mahkamlash va doimiy magnit aylanish strukturasini qabul qilishini tushunishga umid qilaman.Bosqichli motorning asosiy ish printsipi (bir fazali qo'zg'alish) Quyida qadam motorining asosiy ish printsipini joriy qilish uchun foydalaniladi.① Oqim g‘altakning 1 chap tomonidan kirib, 1 g‘altakning o‘ng tomonidan chiqadi. 2-g‘altak orqali tok o‘tishiga yo‘l qo‘ymang. Bu vaqtda 1-chap g‘altakning ichki qismi N ga, ichki qismi esa g‘altakning 1-ga aylanadi. o'ng g'altak 1 S ga aylanadi. Shuning uchun, o'rta doimiy magnit g'altakning 1 magnit maydoni tomonidan tortiladi va chap tomon S va o'ng tomoni N holatida to'xtaydi. shunday qilib, oqim g'altakning 2 ustki tomonidan kiradi va g'altakning 2 pastki tomonidan oqib chiqadi. Yuqori g'altakning 2 ichki tomoni N ga va pastki bobinning 2 ichki tomoni S ga aylanadi. Doimiy magnit magnit maydoni tomonidan tortiladi va soat yo'nalishi bo'yicha 90 aylanishni to'xtatadi.③ G'altak 2dagi tokni to'xtating, shunda oqim g'altakning 1 o'ng tomonidan kirib, 1 g'altakning chap tomonidan oqib chiqadi. Chap g'altakning 1 ichki qismi S ga, o'ng g'altakning ichki qismi esa 1 ga aylanadi. N ga aylanadi.. Doimiy magnit o'zining magnit maydoni bilan tortiladi va to'xtash uchun soat yo'nalishi bo'yicha yana 90 daraja aylanadi.④ G'altakning 1dagi tokni to'xtating, shunda oqim g'altakning 2 pastki tomonidan kirib, 2 g'altakning yuqori tomonidan oqib chiqadi. pastki bobin 2 N ga aylanadi. Doimiy magnit o'zining magnit maydoni bilan tortiladi va to'xtash uchun soat yo'nalishi bo'yicha yana 90 daraja aylanadi.Bosqichli dvigatel yuqoridagi tartibda lasan orqali o'tadigan oqimni elektron zanjir orqali ① dan ④ gacha almashtirish orqali aylantirilishi mumkin.Ushbu misolda, har bir kalit harakati qadam motorini 90 ga aylantiradi. Bundan tashqari, oqim ma'lum bir lasan orqali uzluksiz oqib o'tganda, u to'xtash holatini saqlab turishi va qadam motorini ushlab turish momentiga ega bo'lishi mumkin.Aytgancha, agar lasan orqali oqayotgan oqim teskari bo'lsa, step motorini teskari yo'nalishda aylantirish mumkin.
