Motor ventilu: zařízení a princip činnosti. Synchronní a asynchronní motor

Přenos elektromotorů z řídící jednotky kolektoru do polovodičových řídících zařízení umožnil optimalizovat pohonné jednotky. Modernizace ovlivnila jak výkonové parametry, tak strukturální charakteristiky. Nejvýraznějším rozdílem bylo snížení velikosti, což umožnilo použití takových jednotek v malých zařízeních a instalacích. Typickým příkladem bezkartáčového pohonu je ventilový motor pracující za podmínek stejnosměrný proud Poskytuje významné technické a ekonomické výhody v procesu provozu, ale není zbavena nevýhod.

Návrh a konstrukce motoru

Technická infrastruktura je tvořena dvěma segmenty - přímo mechaniky a manažery komplexu. Z pohledu konstrukčního zařízení je jednotka v mnoha směrech podobná tradiční náplni elektromechanických rotačních motorů. Proto jsou rotor, stator a vinutí součástí elektromotoru. Stator je navíc sada izolovaných izolačních plechů z oceli. V tomto procesu přispívají k redukci vířivých proudů. Jedná se pouze o vinutí, které může mít různý počet fází. Plnění prvku je tvořeno ocelovým jádrem a vinutí je měděným vláknem. Pro ochranu je použita skříň, na jejímž povrchu jsou rovněž opatřeny prostředky fyzického upevnění.

Pokud jde o rotor, je tvořena permanentními magnety. V závislosti na modifikaci může mít až šestnáct párů střídajících se sloupů. Dříve byly pro výrobu rotorů použity feritové magnety, což bylo způsobeno jejich dostupností. V dnešní době přicházejí do popředí výkonnostní charakteristiky ventilového motoru - zejména točivý moment, který se pohybuje od 1 do 70 Nm. Frekvence průchodnosti je v průměru v rozmezí 2 až 4 tis. Otáček. K dosažení těchto ukazatelů je zapotřebí magnet s vysokým stupněm indukce, takže výrobci přešli na použití slitin vzácných zemin. Tyto magnety poskytují nejen vyšší výkon, ale také menší rozměry. Zčásti tento přechod také přispěl k optimalizaci rozměrů ventilového motoru. Měli bychom také zvážit prvky řídicího segmentu.

Řídící systém

Pokud je elektromechanická část tvořena převážně třemi součástmi, včetně rotoru, statoru a nosné konstrukce ve formě skříně, pak je řídící infrastruktura více segmentována - počet prvků může dosáhnout několika desítek. Další věc je, že mohou být rozděleny do typů. V jednotném čísle se zobrazí pouze střídač. Je zodpovědný za spínání funkcí, připojení a spínání fází. Hlavní řídicí úkoly se signalizací provádějí snímače. Hlavním je detektor polohy rotoru. Dále je do řídicí jednotky zaveden systém regulace signálu. Jedná se o uzel s klíči, kterým je realizováno připojení senzorů a elektromechanické plnění.

Informace o poloze rotoru zpracovávají mikroprocesor. Externě rozhraní tohoto přístroje je ovládací panel. Na recepci pracuje s modulovanými signály s šířkou impulzu (signál PWM). Pokud se předpokládá dodávka signálů nízkého napětí, je v řídící jednotce instalován tranzistorový most. Převádí signál na napájecí napětí, které je následně přiváděno k elektromotoru. Přítomnost snímačů se systémem zpracování impulzů odlišuje ovládání ventilového motoru od prostředků ovládání jednotek sběračů. Další věcí je, že možnost zavádění elektronických zařízení se snímači je povolena v kolektorových strojích společně s mechanickými řídícími systémy.

Princip činnosti

Ventilový motor během provozu vytváří indukci magnetických pólů přes rotor. Na pozadí generování elektromagnetických efektů vzniká odpor. Jinými slovy je aktivována funkce rotoru a poté přenáší točivý moment na cílový agregát. V podmínkách s proměnlivou rychlostí může být magnetismus optimalizován pro produktivní obrábění. Opět snímač polohy rotoru hlásí data pro regulaci v souladu s fázemi napětí. Flexibilita a účinnost nastavení parametrů rotoru a počet fází umožňuje efektivněji regulovat funkci mechanismu. Celý cyklus demonstruje proces přeměny elektřiny na fyzickou energii. (mechanická energie), který produkuje generátor. Navíc, pokud je jednotka ostře odpojena od sítě, pak se energie, která se v současné době přemění, vrátí do statoru.

Důležitou podmínkou udržení dostatečného výkonu je stabilita motoru. Kritériem pro hodnocení této charakteristiky bude její hladkost, dosažená snížením pulsací. Chcete-li to udělat, musíte znát vektor rotace toku statoru tak, aby byl synchronní s funkcí rotoru. Koordinace různých toků rotace je dosažena interakcí senzorů a spínačem, který ovládá ventilové motory. Princip fungování tohoto svazku umožňuje s vysokou přesností stanovit, kterou fázi je třeba spojit s rotorem a také definovat osy. V požadovaném pořadí, ovládací panel prostřednictvím mikroprocesoru střídavě spojuje a odpojuje různé fáze.

Vlastnosti synchronních modelů

Výše uvedený princip činnosti pouze ilustruje činnost synchronního motoru. To znamená, že implementuje interakci pólů induktoru a magnetického pole statoru. V takových systémech však mohou existovat rozdíly. Například synchronní a synchronní asynchronní motor mohou být vybaveny elektromagnety. V případě synchronních jednotek tohoto typu bude proud přiváděn k rotoru a obejde kontakt kroužku. Trvalé magnety se používají v motorech založených na pevných discích. Existují také obrácené návrhy. V nich jsou kotevní proudy na rotoru a indukce je na statoru.

Pro povolení synchronního motoru je vyžadováno vysoké frekvenční zrychlení, které umožňuje nastavení rotace obou funkčních komponent. U konstrukcí, kde je induktor umístěn na statoru, zůstává pole rotoru vůči armaturě stacionární. Naopak, pokud zařízení převezme zpětnou konstrukci, provede se "vstup do synchronizace" čekací stator. Doba čekání závisí na zatížení, kterým motor ventilu funguje, a jaká frekvence je optimální pro aktivaci jeho induktoru.

Vlastnosti asynchronních jednotek

U asynchronních motorů se rotor neotáčí v opačném směru. To nemůže být nazýváno inverzní synchronní jednotky, pokud jde o interakci magnetických toků rotoru a statoru. Synchronní i asynchronní motory přebírají následující pole po sobě. Další věc je, že v druhém případě rotor může například "dobíjet". Následuje generování indukčního točivého momentu.

Ve standardním provedení generuje stator elektromagnetické pole, které rotor po určité době rotuje. Hlavní rozdíl mezi těmito dvěma typy motorů spočívá v tom, že induktor není generátorem excitace magnetického pole rotoru. Proto ventil asynchronní motor Tento typ může samočinně přitlačit rotor s určitou frekvencí od vinutí statoru. To neznamená, že tyto dva mechanismy pracují samostatně, ale jejich funkce nejsou tak úzce propojeny, jako v případě synchronních motorů. Totéž platí pro rychlost. Například pokud v synchronní jednotce nastane rychlost otáčení 3000 ot / min pro cívku a rotor, pak asynchronní princip činnosti stejného rotoru může snížit tuto hodnotu na 2910 ot / min.

Ventilový indukční motor

Lze říci, že všechny elektromotory ventilů jsou indukční motory. V různé míře je princip indukce uložen v synchronních a asynchronních jednotkách. Existují ovšem také modely, u kterých indukce podporuje vlastní magnetizaci. V opačném případě může být toto auto nazváno samozvaně. V tradičním provedení má tento motor indukční ventil jednoduchou konstrukci, je napájen unipolárními proudovými impulzy a pracuje se stejnými snímači rotoru. Nicméně díky nuancům napájení nemůže být připojen přímo k síti. V důsledku toho je nutný úvod do infrastruktury speciálních konvertorů.

Na druhou stranu v tomto designu existují téměř všechny výhody synchronních jednotek. Nejviditelnější z nich je široká škála rotačních frekvencí. Například ventilovým tryskovým motorem s možností sebe-excitace je schopen vydat asi 100 tisíc otáček. Jedná se o vysokorychlostní elektromotory, pro které se používají komponenty s vysokým stupněm pevnosti.

Rozsah agregátů podle počtu fází

Nejjednodušší verzi takového elektromotoru jsou jednofázové jednotky, které poskytují minimální počet kontaktů mezi elektronickým zařízením a mechanikou. V důsledku toho z toho vyplývají slabé body konstrukce, včetně omezení v poloze rotoru a silné pulzace. Dvojfázové modely mohou vytvářet vzduchovou mezeru a také za určitých podmínek pro zajištění asymetrie pólů. Opět platí, že tyto stroje hrozí s vysokým stupněm pulzace, ale mohou být použity v případech, kdy je nezbytný balíček statoru s vinutím. Trojfázový motor ventilu je charakterizován kombinací nízké rychlosti, ale dobrého výkonu. Proto se často používá při montáži domácích spotřebičů a při výrobě průmyslových zařízení. K dispozici jsou také čtyřfázové a šesti fázové modely ventilových elektromotorů, které však již představují segmenty specializovaných instalací, které jsou drahé a mají velké rozměry.

Výhody elektrických motorů

Díky konstrukční optimalizaci poskytuje zařízení pro regulaci ventilů řadu provozních výhod. Mezi nimi stojí za zmínku rychlost, flexibilitu nastavení, přesnost stanovení polohy rotoru (pomocí snímače), široké možnosti technického nastavení atd. S mírnou spotřebou energie můžete získat vysoký výkon. Co je ještě důležité, elektrický motor ventilu používá malý zdroj mechanického působení a to má příznivý vliv na jeho životnost. Nízká úroveň tepelných účinků na základnu prvků způsobuje nepřítomnost přehřátí, takže součásti pouze ve vzácných případech vyžadují výměnu v důsledku opotřebení.

Nevýhody elektrického motoru

Odborníci zaznamenávají dvě hlavní minus těchto elektromotorů. První je složitost návrhu. Ne mechanická část, jmenovitě elektronická základna, která ovládá motor. Použití mikroprocesorů, snímačů, střídačů a souvisejících elektrických příslušenství vyžaduje vhodný přístup k zajištění spolehlivosti součástí systému. Tím se náklady na údržbu zařízení zvyšují. Současně jsou zaznamenány vysoké náklady na magnety, na nichž je založen motor ventilu, a to i v jednoduchých jednofázových provedeních. V praxi se uživatel pokouší nahradit drahé předměty a spotřební materiál a zjednodušit řídicí systém. Taková opatření samy o sobě však vyžadují určité zdroje, nemluvě o tom, že účinnost motoru klesá.

Závěr

Koncepce používání elektroniky jako součásti tradičních rotačních motorů není v procesu provozu vždy opodstatněná. Důvodem je rozsah takového zařízení. Nejčastěji se jedná o tradiční oblasti výroby, kde není nutné připojit elektronické řídicí systémy. Inovační plnící síly k revizi výrobních cyklů, dot-moudře modernizačních technologických procesů. Kromě toho cena motoru, která se pohybuje od 15 do 20 tisíc rublů, nepřispívá k atraktivitě tohoto produktu. Konvenční analogy na řídicích jednotkách s elektromechanickými relé jsou levnější, nemluvě o tom, že jsou snadněji integrovány do procesu montáže výrobků.

Přesto existují oblasti, ve kterých je vysoce ceněné řízení polovodičů s rotorovými senzory. Zpravidla se jedná o high-tech zařízení, jehož uvolnění se zabývá velkými společnostmi. A na výstupu poskytují výrobky různých úrovní, včetně pro domácí použití.