Harittomia sähkömoottoreita käytetään lääketieteellisissä laitteissa, lentokoneiden mallintamisessa, öljyputkien putkien sulkukäytöissä sekä monilla muilla teollisuudenaloilla. Mutta niillä on haittoja, ominaisuuksia ja etuja, joilla on joskus keskeinen rooli eri laitteiden suunnittelussa. Oli miten oli, tällaisilla sähkömoottoreilla on suhteellisen pieni markkinarako verrattuna asynkronisiin vaihtovirtakoneisiin.
Sähkömoottorien ominaisuudet
Yksi syistä, miksi suunnittelijat ovat kiinnostuneita harjattomista moottoreista, on tarve pienikokoisille nopeille moottoreille. Lisäksi näissä moottoreissa on erittäin tarkka sijainti. Rakenteessa on liikkuva roottori ja kiinteä staattori. Roottorissa on yksi tai useampi kestomagneetti, jotka on järjestetty tiettyyn järjestykseen. Staattorissa on keloja, jotka luovatmagneettikenttä.
Huomioi vielä yksi ominaisuus - harjattomissa moottoreissa voi olla ankkuri sekä sisä- että ulkopuolella. Siksi näillä kahdella rakennustyypillä voi olla erityisiä sovelluksia eri alueilla. Kun ankkuri sijaitsee sisällä, se saavuttaa erittäin suuren pyörimisnopeuden, joten tällaiset moottorit toimivat erittäin hyvin jäähdytysjärjestelmien suunnittelussa. Jos asennetaan ulkoinen roottorikäyttö, voidaan saavuttaa erittäin tarkka asemointi ja korkea ylikuormitusvastus. Hyvin usein tällaisia moottoreita käytetään robotiikassa, lääketieteellisissä laitteissa, työstökoneissa, joissa on taajuusohjelmaohjattu.
Kuinka moottorit toimivat
Harjattoman tasavirtamoottorin roottorin käyttämiseksi sinun on käytettävä erityistä mikro-ohjainta. Sitä ei voi käynnistää samalla tavalla kuin synkronista tai asynkronista konetta. Mikro-ohjaimen avulla saadaan moottorin käämit päälle niin, että staattorin ja ankkurin magneettikenttävektorien suunta on ortogonaalinen.
Toisin sanoen ajurin avulla voidaan säätää harjattoman moottorin roottoriin vaikuttavaa vääntömomenttia. Ankkurin siirtämiseksi on suoritettava oikea kytkentä staattorin käämeissä. Valitettavasti ei ole mahdollista tarjota tasaista pyörimisen ohjausta. Sitä voidaan kuitenkin lisätä erittäin nopeasti.moottorin roottorin nopeus.
Erot harjattujen ja harjattomien moottoreiden välillä
Pääasiallinen ero on, että mallien harjattomissa moottoreissa ei ole käämiä roottorissa. Kollektorisähkömoottoreiden roottoreissa on käämit. Mutta kestomagneetit on asennettu moottorin kiinteään osaan. Lisäksi roottoriin on asennettu erikoismallin keräin, johon on kytketty grafiittiharjat. Niiden avulla jännite syötetään roottorin käämiin. Harjattoman moottorin toimintaperiaate on myös huomattavasti erilainen.
Kuinka keräilykone toimii
Käynnistääksesi kollektorimoottorin, sinun on kytkettävä jännite kenttäkäämiin, joka sijaitsee suoraan ankkurissa. Tällöin muodostuu jatkuva magneettikenttä, joka on vuorovaikutuksessa staattorin magneettien kanssa, minkä seurauksena ankkuri ja siihen kiinnitetty kollektori pyörivät. Tässä tapauksessa virta syötetään seuraavaan käämiin, jakso toistetaan.
Roottorin pyörimisnopeus riippuu suoraan magneettikentän voimakkuudesta ja viimeinen ominaisuus riippuu suoraan jännitteen suuruudesta. Siksi nopeuden lisäämiseksi tai vähentämiseksi on tarpeen muuttaa syöttöjännitettä.
Päinvastaisen toteuttamiseksi tarvitsee vain vaihtaa moottorin liitännän napaisuutta. Tällaiseen ohjaukseen ei ole tarpeen käyttää erityisiä mikro-ohjaimia,voit muuttaa pyörimisnopeutta käyttämällä tavanomaista säädettävää vastusta.
Hirjattomien koneiden ominaisuudet
Mutta harjattoman moottorin ohjaus on mahdotonta ilman erityisten ohjaimien käyttöä. Tämän perusteella voimme päätellä, että tämän tyyppisiä moottoreita ei voida käyttää generaattorina. Tehokkaan ohjauksen takaamiseksi roottorin asentoa voidaan valvoa useiden Hall-anturien avulla. Tällaisten yksinkertaisten laitteiden avulla on mahdollista parantaa merkittävästi suorituskykyä, mutta sähkömoottorin hinta nousee useita kertoja.
Hiljattomien moottorien käynnistys
Ei ole mitään järkeä tehdä mikro-ohjaimia itse, paljon parempi vaihtoehto olisi ostaa valmiita, vaikkakin kiinalaisia. Mutta sinun on noudatettava seuraavia suosituksia valitessasi:
- Muista suurin sallittu virta. Tämä parametri on hyödyllinen erilaisissa taajuusmuuttajan toiminnoissa. Valmistajat ilmoittavat ominaisuuden usein suoraan mallin nimessä. Hyvin harvoin näytetään arvot, jotka ovat tyypillisiä huipputiloille, joissa mikro-ohjain ei voi toimia pitkään aikaan.
- Jatkuvassa käytössä on myös otettava huomioon suurin syöttöjännite.
- Muista ottaa huomioon kaikkien sisäisten mikro-ohjainpiirien resistanssi.
- Muista ottaa huomioon tämän mikro-ohjaimen toiminnalle tyypillinen enimmäiskierrosluku. Huomaa, että hän ei olepystyy lisäämään maksiminopeutta, koska rajoitus tehdään ohjelmistotasolla.
- Halvilla mikrokontrollerimalleilla generoitujen pulssien taajuus on 7…8 kHz. Kalliit kopiot voidaan ohjelmoida uudelleen, ja tämä parametri kasvaa 2-4 kertaa.
Yritä valita mikro-ohjaimet kaikilta osin, sillä ne vaikuttavat sähkömoottorin kehittämään tehoon.
Miten sitä hallinnoidaan
Elektroninen ohjausyksikkö mahdollistaa käyttökäämien kytkemisen. Kytkentähetken määrittämiseksi ohjaimen avulla roottorin asentoa valvoo taajuusmuuttajaan asennettu Hall-anturi.
Jos tällaisia laitteita ei ole, on tarpeen lukea käänteinen jännite. Se syntyy staattorikäämeissä, joita ei ole kytketty tällä hetkellä. Ohjain on laitteisto-ohjelmistokompleksi, jonka avulla voit seurata kaikkia muutoksia ja asettaa kytkentäjärjestyksen mahdollisimman tarkasti.
Kolmivaiheiset harjattomat moottorit
Monet lentokoneiden harjattomat sähkömoottorit toimivat tasavirralla. Mutta on myös kolmivaiheisia tapauksia, joissa muuntimet asennetaan. Niiden avulla voit tehdä kolmivaiheisia pulsseja vakiojännitteestä.
Työ on seuraava:
- Kela "A" vastaanottaa pulssejapositiivinen arvo. Kelalla "B" - negatiivisella arvolla. Tämän seurauksena ankkuri alkaa liikkua. Anturit korjaavat siirtymän ja ohjaimelle lähetetään signaali seuraavaa kytkentää varten.
- Käämi "A" kytketään pois päältä, kun taas "C"-käämiin lähetetään positiivinen pulssi. Kytkentäkäämi "B" ei muutu.
- Positiivinen pulssi syötetään kelaan "C" ja negatiivinen pulssi lähetetään "A".
- Sitten pari "A" ja "B" tulevat peliin. Niihin syötetään pulssien positiiviset ja negatiiviset arvot.
- Sitten positiivinen pulssi menee jälleen "B"-kelaan ja negatiivinen "C"-kelaan.
- Viime vaiheessa kytketään päälle kela "A", joka saa positiivisen pulssin ja negatiivinen menee C:hen.
Ja sen jälkeen koko sykli toistuu.
Käyttämisen edut
Hariharjattoman sähkömoottorin valmistaminen omin käsin on vaikeaa, ja mikrokontrolleriohjauksen toteuttaminen on lähes mahdotonta. Siksi on parasta käyttää valmiita teollisia malleja. Mutta muista ottaa huomioon taajuusmuuttajan edut, kun käytät harjattomia moottoreita:
- Huomattavasti pidempi resurssi kuin keräilykoneet.
- Korkea tehokkuus.
- Tehokkaampi kuin harjatut moottorit.
- Pyöritysnopeus kasvaa paljon nopeammin.
- Ei kipinöitä käytön aikana, joten niitä voidaan käyttää ympäristöissä, joissa on suuri palovaara.
- Erittäin helppo käyttö.
- Lisäjäähdytyskomponentteja ei tarvitse käyttää käytön aikana.
Puitteista voidaan mainita erittäin korkea hinta, jos huomioidaan myös ohjaimen hinta. Edes lyhyeksi ajaksi tällaisen sähkömoottorin käynnistäminen suorituskyvyn tarkistamiseksi ei toimi. Lisäksi tällaisten moottoreiden korjaaminen on paljon vaikeampaa niiden suunnitteluominaisuuksien vuoksi.
