موتور همزمان همزمان آهنربا DC با ساختار موتور برس که در کتاب درسی آموخته ایم متفاوت است. از سیم پیچ سیم پیچ به عنوان استاتور و آهنربای دائمی به عنوان روتور استفاده می کند. آهنربای دائم عمدتاً از مواد مغناطیسی بور آهن نئودیمیوم ساخته شده است و از آنجا که حاوی زمین نادر است ، هزینه آن بسیار بالا است. خوشبختانه ، سبک چینی کشوری است که از لحاظ زمینی بسیار نادر از زمین برخوردار است ، بنابراین توسعه جدی وسایل نقلیه برقی امنیت ملی را به خطر نمی اندازد. 钕 مغناطیس ممکن است برای بسیاری از دوستانی که صدا را پخش می کنند آشنا باشد. اگر بلندگو از نئودیمیوم ساخته شود ، خواص مغناطیسی آن بسیار زیاد خواهد بود ، به این معنی که یک حجم کم می تواند صدای بلندتری ایجاد کند و به قدرت بالایی احتیاج داشته باشد. باس که می توان فشار آورد می تواند تکان دهنده باشد. بنابراین ، استفاده از آهنربای نئودیمیوم به عنوان آهنربای دائمی در موتور نیز باعث افزایش تراکم قدرت موتور و کاهش حجم و وزن خواهد شد.
استاتور یک موتور همزمان همزمان آهنربا DC از سیم پیچ های سه فاز تشکیل شده است. بنابراین ، روتور انرژی ندارد و جریان توسط استاتور روشن می شود. برای چرخش موتور یک میدان مغناطیسی در حال چرخش لازم است. از آنجا که روتور در حال حاضر یک آهنربای دائمی است و سطح مغناطیسی آن ثابت است ، میدان مغناطیسی در حال چرخش فقط توسط سیم پیچ های استاتور قابل تولید است.
مزایای عملکرد موتور همزمان همزمان آهنربا DC
از آنجا که باتری برای خودرو از ولتاژ ولتاژ بالا ولتاژ خارج می کند ، موتور سنکرون دائم آهنربا دائم نیازی به یک اینورتر با قدرت بالا ندارد تا بتواند DC را به یک جریان سینوسی تبدیل کند و در مقایسه با موتور آسنکرون AC باشد. از این گذشته ، این فرایند تبدیل باعث از دست رفتن انرژی الکتریکی می شود. بنابراین از این نظر موتور همگام دائم آهنربا DC باعث افزایش راندمان استفاده از باتری می شود.
روتور یک ساختار آهنربای دائمی را اتخاذ می کند ، بنابراین روتور خود دارای یک میدان مغناطیسی است و نیازی به تولید یک میدان مغناطیسی توسط یک جریان القایی اضافی مانند یک موتور ناهمزمان AC نیست. یعنی روتور برای تولید مغناطیس نیاز به برق ندارد ، بنابراین مصرف انرژی کمتر از موتور ناهمزمان AC است.
پس از استفاده از زمین نادر به عنوان ماده مغناطیسی بالا ، وزن روتور کاهش می یابد و چگالی توان موتور بهبود می یابد. بنابراین در همان شرایط قدرت ، موتور سنکرون دائم مغناطیس DC از نظر وزنی سبک تر و از نظر اندازه کوچکتر است و سرعت پاسخگویی روتور سریعتر است.
موتور سنکرون دائم آهنربا می تواند موتور را بر روی محور بطور یکپارچه سوار کند تا یک سیستم درایو مستقیم مستقیم تشکیل شود ، یعنی یک محور یک واحد درایو است و یک جعبه دنده را از بین می برد. مشخصات موتورهای همزمان همزمان آهنربا به شرح زیر است:
(1) PMSM خود دارای راندمان بالا و ضریب توان بالا است.
(2) PMSM تولید گرمای کمی دارد ، بنابراین سیستم خنک کننده موتور دارای ساختار ساده ، حجم کم و سر و صدای کم است.
(3) این سیستم ساختار کاملاً محصور ، بدون سایش دنده انتقال ، بدون سر و صدای دنده گیربکس ، عدم روغن کاری ، عدم تعمیر و نگهداری را اتخاذ می کند.
(4) جریان اضافه بار مجاز توسط PMSM بزرگ است ، و قابلیت اطمینان به طور قابل توجهی بهبود یافته است.
(5) کل سیستم انتقال وزن از نظر وزنی سبک است و وزن ناپایدار سبک تر از انتقال محور معمولی سبک تر است و قدرت برای هر واحد وزن بزرگ است.
(6) از آنجا که جعبه دنده وجود ندارد ، سیستم bogie را می توان آزادانه طراحی کرد: مانند یک بوگی نرم و یک باگری تک محوره ، عملکرد دینامیکی قطار بسیار بهبود یافته است.
در تغییر جریان تحریک ژنراتور ، به طور کلی در مدار روتور آن بطور مستقیم انجام نمی شود ، زیرا جریان موجود در مدار بزرگ است و انجام تنظیم مستقیم آن راحت نیست. روش متداول برای تغییر جریان تحریک برانگیزنده برای دستیابی به تنظیم ژنراتور است. هدف جریان روتور. روش های متداول شامل تغییر مقاومت مدار تحریک برانگیز ، تغییر جریان تحریک اضافی برانگیخته ، تغییر زاویه هدایت تریستور و غیره است.
چه ارتباطی بین موتورهای بدون برس و DC با موتورهای همزمان سنکرون آهنربا وجود دارد؟
در موتورهای DC بدون برس ، قطب های روتور معمولاً از جنس استیل مغناطیسی از نوع کاشی ساخته می شوند. از طریق طراحی مدار مغناطیسی ، چگالی مغناطیسی شکاف هوا از امواج ذوزنقه ای حاصل می شود. سیم پیچ استاتور بیشتر متمرکز و یکپارچه است ، بنابراین نیروی الکتریکی پشتی ناشی از ذوزنقه است. کنترل موتور DC بدون برس ، نیاز به بازخورد اطلاعات موقعیت دارد. برای تشکیل یک سیستم کنترل سرعت کنترل شده باید دارای سنسور موقعیت یا تکنیک تخمین حسگر موقعیت باشد. در هنگام کنترل ، جریان های فاز نیز تا حد امکان به عنوان امواج مربع کنترل می شوند و ولتاژ خروجی اینورتر را می توان با استفاده از روش PWM موتور DC قلم مو کنترل کرد. در اصل موتور DC بدون برس نیز نوعی موتور همگام با آهنربای دائمی است و تنظیم سرعت در واقع به دسته تنظیم سرعت فرکانس متغیر ولتاژ متغیر تعلق دارد.
به طور کلی ، یک موتور همگام با آهنربای دائمی دارای یک سیم پیچ سه فاز استاتور استاتور و یک روتور مغناطیس دائمی است ، و شکل موج نیروی الکتریکی القا شده سینوسی در ساختار مدار مغناطیسی و توزیع سیم پیچ است و ولتاژ و جریان استاتور کاربردی نیز باید باشد. امواج سینوسی ، که عموماً به تحول ولتاژ AC متکی هستند. اینورتر فراهم می کند. سیستم کنترل موتور همگام با آهنربای دائمی اغلب نوع خودکنترلی را اتخاذ می کند و همچنین به اطلاعات بازخورد موقعیت نیاز دارد. این می تواند کنترل بردار (کنترل جهت میدان) یا استراتژی پیشرفته کنترل گشتاور مستقیم را اتخاذ کند.
تفاوت این دو را می توان به عنوان مفهوم طراحی ناشی از موج مربع و کنترل موج سینوسی در نظر گرفت.
اصل موتور بدون برس DC ، مانند موتور DC با برس کربن است. DC می تواند از موج مربع به عنوان ترکیبی از دو جریان مستقیم با جهت های مختلف (بدون سوار شدن) فکر کند ، یکی مثبت خواهد بود ، دیگری منفی خواهد بود ، فقط با این روش جریان می تواند باعث شود که آرماتور موتور همچنان به چرخش خود ادامه دهد. در حقیقت ، اگر جریان آرماتور در موتور DC برس شده برابر با این جریان باشد
مشخصات مرتبط
1 ، تنظیم ولتاژ
تنظیم خودکار سیستم تحریک را می توان به عنوان یک سیستم کنترل بازخورد منفی با ولتاژ به عنوان مقدار تنظیم شده مشاهده کرد. جریان بار واکنشی علت اصلی افت ولتاژ در پایانه ژنراتور است. هنگامی که جریان تحریک ثابت باشد ، با افزایش جریان واکنش ، ولتاژ ترمینال ژنراتور کاهش می یابد. اما برای تأمین نیازهای کاربر برای کیفیت برق ، ولتاژ ترمینال ژنراتور باید اساساً یکسان باقی بماند. راه رسیدن به این نیاز ، تنظیم جریان تحریک ژنراتور با تغییر جریان واکنشی است.
2 تنظیم توان راکتیو:
هنگامی که ژنراتور و سیستم به صورت موازی کار می کنند ، می توان آن را برای کار با منبع تغذیه نامتناهی با ظرفیت بزرگ نام برد. جریان تحریک ژنراتور باید تغییر کند و پتانسیل القایی و جریان استاتور نیز تغییر کند. در این زمان ، جریان واکنشی ژنراتور نیز تغییر می کند. هنگامی که ژنراتور به موازات یک سیستم ظرفیت نامتناهی اداره می شود ، برای تغییر قدرت واکنش ژنراتور ، باید جریان تحریک ژنراتور تنظیم شود. جریان تحریک ژنراتور که در این زمان تغییر می کند ، اصطلاحاً "تنظیم" نیست ، بلکه صرفاً انرژی واکنشی را که برای سیستم ارسال می شود ، تغییر می دهد.
3 توزیع بار واکنشی:
ژنراتورهایی که به طور موازی کار می کنند ، متناسب با ظرفیت واکنشی مربوط به آنها ، با جریان واکنشی توزیع می شوند. ژنراتورهای با ظرفیت بزرگ باید بار واکنشی بیشتری را تحمل کنند ، در حالی که کوچکترها بار واکنشی کمتری دارند. به منظور تحقق توزیع خودکار بار واکنشی ، می توان از جریان تحریک مقررات ولتاژ بالا به منظور تغییر جریان تحریک ژنراتور برای حفظ ولتاژ ترمینال ثابت استفاده کرد ، و شیب مشخصه تنظیم ولتاژ ژنراتور را می توان نام برد. تنظیم شده برای تحقق عملکرد موازی ژنراتور. توزیع معقول بار واکنشی.
تفاوت بین موتور همگام آهنربای دائمی و موتور DC بدون برس
به طور کلی ، هنگامی که موتور DC بدون برس طراحی می شود ، میدان مغناطیسی شکاف هوا موج مربعی (موج ذوزنقه) و قسمت بالای صاف تا حد ممکن صاف است. بنابراین ، در انتخاب لگاریتم قطب ، به طور کلی یک سیم پیچ متمرکز با شکاف عدد صحیح مانند یک شکاف 4-pole 12 انتخاب می شود ، و فولاد مغناطیسی به طور کلی یک حلقه فن متحرک است که به صورت شعاعی مغناطیسی می شود. به طور کلی به سنسور هال برای شناسایی موقعیت و سرعت مجهز شده است. روش رانندگی به طور کلی یک راننده موج مربعی شش مرحله ای برای مواقعی است که نیاز موقعیت خیلی زیاد نباشد.
همگام سازی دائم آهنربا یک شکاف هوا سینوسی است ، سینوسوئید بهتر است ، بنابراین سیم پیچ شکاف کسری در لگاریتم قطب انتخاب می شود ، مانند شکاف 4-pole 15 ، شکاف 10 قطب 12 ، و غیره. فولاد مغناطیسی به طور کلی نان شکل است. اندازه گیری موازی ، و سنسور به طور کلی پیکربندی رمزگذار افزایشی ، حل کننده ، رمزگذار مطلق ، و غیره. حالت Drive i معمولاً توسط موج سینوسی مانند الگوریتم FOC هدایت می شود. برای برنامه های سروو.
می توانید بین ساختار داخلی ، سنسورها ، درایورها و برنامه ها تمایز قائل شوید. این نوع موتور همچنین قابل تعویض است ، اما باعث کاهش عملکرد می شود. در اکثر شکل های موج شکاف هوا ، یک موتور آهنربای دائمی بین این دو وجود دارد ، که عمدتا بسته به حالت درایو است. .
سرعت موتور DC بدون برس بدون آهنربا دائمی قابل تغییر است. موتورهای همزمان همزمان آهنربا ، برای تغییر سرعت ، به درایوهای ویژه ای نیاز دارند ، مانند درایو سروی سه کریستالی S3000B.
با توجه به نیاز ماشین آلات تولید صنعتی و کشاورزی مختلف ، درایو موتور به سه نوع درایو با سرعت ثابت ، درایو کنترل سرعت و درایو کنترل دقیق تقسیم می شود.
1 ، درایو با سرعت ثابت
تعداد زیادی از ماشین آلات تولید در تولیدات صنعتی و کشاورزی وجود دارد که به کار مداوم در یک جهت و با سرعتهای تقریباً ثابت مانند فن ، پمپ ، کمپرسور و ماشین آلات عمومی نیاز دارند. در گذشته بیشتر این ماشین ها توسط موتورهای آسنکرون سه فاز یا تک فاز رانده می شدند. موتورهای ناهمزمان از نظر هزینه کم ، از نظر ساختاری ساده و قابل نگهداری آسان هستند و برای رانندگی چنین ماشین هایی بسیار مناسب هستند. اما موتور ناهمزمان از راندمان پایین ، ضریب توان پایین و از دست دادن زیاد برخوردار است و این نوع موتور مساحت زیادی دارد ، بنابراین مقدار زیادی از انرژی الکتریکی در استفاده از آن هدر می رود. ثانیا ، تعداد زیادی از فن ها و پمپ های مورد استفاده در صنعت و کشاورزی معمولاً نیاز به تنظیم سرعت جریان خود دارند ، معمولاً با تنظیم دمپر و شیر ، که انرژی الکتریکی زیادی را هدر می دهد. از زمان 1970 ها ، افراد برای تنظیم سرعت جریان خود از اینورترها برای تنظیم سرعت موتورهای ناهمزمان در فن ها و پمپ ها استفاده می کردند و به صرفه جویی قابل توجهی در انرژی دست می یافتند. با این حال ، هزینه اینورتر استفاده از آن را محدود می کند ، و بازده پایین موتور ناهمزمان به خودی خود همچنان وجود دارد.
به عنوان مثال ، کمپرسورهای تهویه مطبوع خانگی در ابتدا از موتورهای تک فاز آسنکرون استفاده می کردند و عملکرد آنها با تعویض کنترل می شد و میزان سر و صدای و دامنه تغییرات درجه حرارت بالا ناکافی بود. در اوایل 1990 ها ، شرکت توشیبا ژاپن برای اولین بار تنظیم سرعت فرکانس متغیر موتور ناهمزمان را در کنترل کمپرسور اتخاذ کرد. مزایای تنظیم سرعت تبدیل فرکانس باعث توسعه تهویه هوا اینورتر می شود. در سال های اخیر ، هیتاچی ، سانیو و سایر شرکت های ژاپن به جای کنترل فرکانس موتور ناهمزمان ، به طور قابل توجهی بهبود کارایی ، دستیابی به صرفه جویی در مصرف بهتر انرژی و کاهش بیشتر سر و صدا در همان قدرت و سرعت نامبرده ، شروع به استفاده از موتورهای بدون براش آهنربای دائمی کرده اند. در مرحله بعد ، حجم و وزن موتور آسنکرون تک فاز 100٪ و حجم موتور DC بدون برس مگنت دائمی 38.6٪ ، وزن آن 34.8٪ ، مقدار مس 20.9٪ و مقدار آهن است 36.5٪ است بیش از 10٪ و سرعت مناسب است ، قیمت آن معادل کنترل فرکانس موتور ناهمزمان است. استفاده از موتور DC بدون برس بدون آهنربا دائمی در تهویه هوا باعث ارتقاء سیستم تهویه هوا می شود.
2 ، درایو کنترل سرعت
ماشینهای کار کاملاً زیادی وجود دارند و باید سرعت کارکرد آنها به طور دلخواه تنظیم و تنظیم شود ، اما الزامات دقت کنترل سرعت خیلی زیاد نیست. چنین سیستمهای درایو کاربردهای زیادی در ماشین آلات بسته بندی ، ماشین آلات غذایی ، ماشین آلات چاپ ، ماشین آلات انتقال مواد ، ماشین آلات نساجی و وسایل حمل و نقل دارند. بیشترین کاربرد در این نوع برنامه تنظیم سرعت ، سیستم کنترل سرعت موتور DC است. پس از توسعه فناوری الکترونیک قدرت و فناوری کنترل در 1970 ها ، تنظیم سرعت فرکانس متغیر موتور ناهمزمان به سرعت در قسمت برنامه کاربردی سیستم کنترل سرعت اصلی DC نفوذ کرد. . این امر به این دلیل است که از یک سو ، قیمت عملکرد سیستم کنترل سرعت فرکانس متغیر موتور ناهمزمان قابل مقایسه با سیستم کنترل سرعت DC است. از طرف دیگر موتور ناهمزمان دارای یک فرآیند ساخت ساده ، راندمان بالا و مس کمتر برای موتورهای مشابه نسبت به موتور DC است. مزایای نگهداری مناسب و غیره. بنابراین ، تنظیم سرعت تبدیل فرکانس موتور ناهمزمان ، در بسیاری موارد به سرعت جایگزین سیستم تنظیم سرعت DC شده است.
3 ، درایو کنترل دقیق
1 سیستم کنترل سروو با دقت بالا
موتورهای سروو نقش مهمی در کنترل عملکرد اتوماسیون صنعتی ایفا می کنند. الزامات عملکرد برنامه موتورهای سروو نیز متفاوت است. در کاربردهای عملی ، موتورهای سروو دارای روشهای مختلف کنترل مانند کنترل گشتاور / کنترل جریان ، کنترل سرعت ، کنترل موقعیت و موارد مشابه هستند. این سیستم سروو موتور همچنین دارای سیستم سروو دی سی ، سیستم سروو AC ، سیستم درایو موتور پله ای و تا همین اواخر جذاب ترین سیستم سروو موتور AC مگنت دائمی است. بیشتر تجهیزات اتوماسیون وارداتی ، تجهیزات پردازش خودکار و روبات های وارد شده در سال های اخیر سیستم سرو AC را از موتور همگام با آهنربای دائمی به تصویب رسانده اند.
2 موتور همگام دائم آهنربا در فناوری اطلاعات
امروزه فناوری اطلاعات بسیار پیشرفته است و لوازم جانبی مختلف رایانه ای و تجهیزات اتوماسیون اداری نیز بسیار توسعه یافته است. تقاضا برای موتورهای میکرو با اجزای اصلی بسیار زیاد است و دقت و الزامات عملکرد نیز بیشتر و بیشتر می شود. الزامات چنین میکروموتورهایی عبارتند از: کوچک سازی ، نازک شدن ، سرعت بالا ، طول عمر بالا ، قابلیت اطمینان بالا ، سر و صدای کم و لرزش کم و موارد لازم برای دقت بسیار زیاد است.
موتور همگام آهنربای دائمی یک موتور همزمان است که با تحریک آهنربای دائمی یک میدان مغناطیسی دوار همزمان را تولید می کند. آهنربای دائمی به عنوان یک روتور برای تولید یک میدان مغناطیسی چرخشی عمل می کند. سیم پیچ استاتور سه فاز از طریق واکنش آرماتور تحت عمل یک میدان مغناطیسی در حال چرخش برای القاء جریان متقارن سه فاز عبور می کند.
در این زمان ، انرژی جنبشی روتور به انرژی الکتریکی تبدیل می شود و از موتور همگام آهنربای دائمی به عنوان ژنراتور استفاده می شود. علاوه بر این ، هنگامی که طرف استاتور به جریان متقارن سه فاز متصل است ، از آنجا که استاتور سه فاز با 120 در موقعیت مکانی متفاوت است ، جریان استاتور سه فاز در فضا قرار دارد. میدان مغناطیسی در حال چرخش تولید می شود و میدان مغناطیسی در حال چرخش روتور تحت عمل نیروی الکترومغناطیسی قرار می گیرد. در این زمان ، انرژی الکتریکی به انرژی جنبشی تبدیل می شود و از موتور همگام آهنربای دائم به عنوان یک موتور استفاده می شود.
شیوه ی کار:
1 روش های مختلفی برای ژنراتور برای بدست آوردن جریان تحریک
1) حالت تحریک منبع تغذیه ژنراتور DC
این نوع ژنراتور تحریک دارای یک ژنراتور اختصاصی DC است. این ژنراتور ویژه DC تحت عنوان DC exciter نامیده می شود. برانگیختگی معمولاً با ژنراتور کواکسیال است. سیم پیچ تحریک ژنراتور از طریق یک حلقه لغزش که بر روی شافت بزرگ نصب شده است عبور می کند. و برس ثابت جریان DC را از برانگیز دریافت می کند. این حالت تحریک از مزایای جریان تحریک مستقل ، بهره برداری قابل اعتماد و کاهش مصرف برق خود مصرفی برخوردار است. این اصلی ترین حالت تحریک ژنراتورها در چند دهه گذشته است و تجربه عملکرد بالایی دارد. ضرر این است که سرعت تنظیم تحریک آهسته است و حجم کار نگهداری زیاد است ، بنابراین به ندرت در واحدهای بالاتر از 10MW استفاده می شود.
2) حالت تحریک منبع تغذیه برانگیز AC
برخی از تولید کنندگان مدرن با ظرفیت بزرگ از یک هیجان انگیز برای تأمین جریان تحریک استفاده می کنند. محرک AC همچنین بر روی شافت بزرگ ژنراتور نصب شده است. خروجی جریان AC اصلاح می شود و برای تحریک به روتور ژنراتور عرضه می شود. در این زمان حالت تحریک ژنراتور متعلق به حالت تحریک است و به دلیل دستگاه اصلاح استاتیک نیز به آن گفته می شود برای تحریک تحریک استاتیک ، هیجان ثانویه AC جریان تحریک را فراهم می کند. هیجان ثانویه AC ممکن است یک دستگاه اندازه گیری آهنربای دائمی یا یک آلترناتیو باشد که دارای یک ولتاژ ثابت خود هیجان انگیز است. به منظور بهبود سرعت تنظیم برانگیختگی ، محرک AC معمولاً از یک مولد فرکانس متوسط 100-200 هرتز استفاده می کند ، در حالی که محرک کمکی AC از یک مولد فرکانس متوسط از 400-500 هرتز استفاده می کند. سیم پیچ تحریک DC و سیم پیچ سه فاز AC ژنراتور در شکاف استاتور پیچیده می شوند. روتور فقط دارای دندانه و شکاف است و سیم پیچ مانند چرخ دنده ندارد. بنابراین هیچ قسمت چرخشی مانند برس و حلقه های لغزش ندارد و عملکرد قابل اطمینان دارد. مدل ابزار مزایای استفاده از ساختار ساده ، فرآیند تولید راحت و مانند آن است. ضرر این است که سر و صدا زیاد است و جزء هارمونیک پتانسیل AC نیز بزرگ است.
3) حالت تحریک هیجان انگیز
در حالت تحریک ، یک هیجان ویژه ارائه نمی شود و قدرت تحریک از خود ژنراتور بدست می آید و سپس اصلاح شده و سپس به خود ژنراتور برای تحریک تحویل داده می شود که به آن تحریک استاتیک خود هیجان گفته می شود. هیجان استاتیک هیجان زده را می توان به خود تحریک و خود تحریک مجدد تقسیم کرد. حالت خود تحریکی جریان تحریک را از طریق ترانسفورماتور یکسو کننده متصل به پریز برق تولید می کند و پس از اصلاح ، آن را برای تحریک به ژنراتور می رساند. این حالت تحریک از مزایای ساختار ساده ، تجهیزات کمتری ، سرمایه گذاری کمتر و نگهداری کمتری برخوردار است. علاوه بر اصلاح و تحول ، حالت خودتنظیم نیز دارای یک ترانسفورماتور جریان پرقدرت است که به صورت سری به مدار استاتور ژنراتور متصل می شود. عملکرد این ترانسفورماتور فراهم کردن جریان تحریک بزرگی در صورت وجود اتصال کوتاه به ژنراتور است تا کمبود خروجی ترانسفورماتور یکسو کننده را جبران کند. این روش تحریک دارای دو نوع منبع تغذیه تحریک است ، یک منبع ولتاژ بدست آمده توسط ترانسفورماتور یکسو کننده و یک منبع جریان به دست آمده توسط یک ترانسفورماتور سری.
