Untuk mengatasi masalah pengendalian sistem presisi modern, motor tanpa sikat semakin banyak digunakan. Ini ditandai dengan keunggulan besar perangkat tersebut, serta pembentukan aktif kemampuan komputasi mikroelektronika. Seperti yang Anda ketahui, mereka dapat memberikan kepadatan torsi panjang yang tinggi dan efisiensi energi dibandingkan dengan jenis motor lainnya.
Skema motor tanpa sikat
Mesin terdiri dari bagian-bagian berikut:
1. Bagian belakang kasing.
2. Stator.
3. Bantalan.
4. Disk magnetik (rotor).
5. Bantalan.
6. Stator melingkar.7. Bagian depan kasing.
Motor tanpa sikat memiliki hubungan antara belitan polifase stator dan rotor. Mereka memiliki magnet permanen dan sensor posisi bawaan. Pergantian perangkat diimplementasikan menggunakan konverter katup, sebagai akibatnya ia menerima nama seperti itu.
Sirkuit motor tanpa sikat terdiri dari penutup belakang dan papan sirkuit tercetak dari sensor, selongsong bantalan, poros danbantalan, magnet rotor, cincin insulasi, belitan, pegas Belleville, pengatur jarak, sensor Hall, insulasi, rumahan dan kabel.
Dalam hal menghubungkan belitan dengan "bintang", perangkat memiliki momen konstan yang besar, sehingga rakitan ini digunakan untuk mengontrol sumbu. Dalam hal mengencangkan belitan dengan "segitiga", mereka dapat digunakan untuk bekerja pada kecepatan tinggi. Paling sering, jumlah pasangan kutub dihitung dengan jumlah magnet rotor, yang membantu menentukan rasio putaran listrik dan mekanik.
Stator dapat dibuat dengan inti besi atau bebas besi. Menggunakan desain seperti itu dengan opsi pertama, dimungkinkan untuk memastikan bahwa magnet rotor tidak tertarik, tetapi pada saat yang sama, efisiensi mesin berkurang 20% karena penurunan nilai torsi konstan.
Dari diagram dapat dilihat bahwa arus di stator dibangkitkan di belitan, dan di rotor dibuat dengan bantuan magnet permanen berenergi tinggi.
Simbol: - VT1-VT7 - komunikator transistor; - A, B, C – fase belitan;
- M – torsi motor;
- DR – sensor posisi rotor; - U – pengatur tegangan suplai motor; - S (selatan), N (utara) – arah magnet;
- UZ – konverter frekuensi;
- BR – kecepatan sensor;
- VD – dioda zener;
- L adalah induktor.
Diagram motor menunjukkan bahwa salah satu keuntungan utama rotor yang dipasang magnet permanen adalah pengurangan diameternyadan, akibatnya, pengurangan momen inersia. Perangkat tersebut dapat dibangun ke dalam perangkat itu sendiri atau terletak di permukaannya. Penurunan indikator ini sangat sering menyebabkan nilai kecil dari keseimbangan momen inersia motor itu sendiri dan beban yang dibawa ke porosnya, yang mempersulit pengoperasian drive. Untuk alasan ini, pabrikan dapat menawarkan momen inersia standar dan 2-4 kali lebih tinggi.
Prinsip kerja
Hari ini, motor tanpa sikat menjadi sangat populer, prinsip operasinya didasarkan pada fakta bahwa pengontrol perangkat mulai mengganti belitan stator. Karena itu, vektor medan magnet selalu tetap bergeser dengan sudut mendekati 900 (-900) relatif terhadap rotor. Kontroler dirancang untuk mengontrol arus yang mengalir melalui belitan motor, termasuk besarnya medan magnet stator. Oleh karena itu, dimungkinkan untuk menyesuaikan momen yang bekerja pada perangkat. Eksponen sudut antara vektor dapat menentukan arah rotasi yang bekerja padanya.
Harus diperhitungkan bahwa kita berbicara tentang derajat listrik (jauh lebih kecil daripada derajat geometris). Sebagai contoh, mari kita ambil perhitungan motor brushless dengan rotor, yang memiliki 3 pasang kutub. Maka sudut optimalnya adalah 900/3=300. Pasangan ini menyediakan 6 fase belitan sakelar, kemudian ternyata vektor stator dapat bergerak dalam lompatan 600. Dari sini dapat dilihat bahwa sudut nyata antara vektor tentu akan bervariasi dari 600 hingga1200 mulai dari putaran rotor.
Motor katup, prinsip operasinya didasarkan pada rotasi fase peralihan, yang karenanya aliran eksitasi dipertahankan oleh gerakan jangkar yang relatif konstan, setelah interaksinya mulai membentuk putaran momen. Dia bergegas untuk memutar rotor sedemikian rupa sehingga semua aliran eksitasi dan angker bertepatan bersama. Tetapi selama gilirannya, sensor mulai mengubah belitan, dan aliran bergerak ke langkah berikutnya. Pada titik ini, vektor yang dihasilkan akan bergerak, tetapi tetap sepenuhnya diam relatif terhadap fluks rotor, yang pada akhirnya akan menciptakan torsi poros.
Manfaat
Menggunakan motor brushless dalam bekerja, kita dapat mencatat kelebihannya:
- kemungkinan menggunakan rentang yang luas untuk mengubah kecepatan;
- dinamika dan kinerja tinggi;
- akurasi posisi maksimum;
- biaya perawatan rendah;
- perangkat dapat dikaitkan dengan objek tahan ledakan;
- memiliki kemampuan untuk menahan beban lebih besar pada saat rotasi;
- efisiensi tinggi, yaitu lebih dari 90%;
- ada kontak elektronik geser, yang secara signifikan meningkatkan masa kerja dan masa pakai;
- motor listrik tidak terlalu panas selama pengoperasian jangka panjang.
Kekurangan
Meskipun memiliki banyak keuntungan, motor brushless juga memiliki kelemahan dalam pengoperasiannya:
- kontrol motor yang agak rumit;- relatifmahalnya harga perangkat karena penggunaan rotor dalam desainnya, yang memiliki magnet permanen yang mahal.
Keengganan motor
Motor katup-keengganan adalah perangkat di mana resistensi magnetik switching disediakan. Di dalamnya, konversi energi terjadi karena perubahan induktansi belitan, yang terletak pada gigi stator yang diucapkan ketika rotor magnet bergigi bergerak. Perangkat menerima daya dari konverter listrik, yang secara bergantian mengubah belitan motor secara ketat sesuai dengan pergerakan rotor.
Motor keengganan yang diaktifkan adalah sistem kompleks yang kompleks di mana komponen dari berbagai sifat fisik bekerja bersama. Desain perangkat yang berhasil membutuhkan pengetahuan mendalam tentang mesin dan desain mekanis, serta elektronik, elektromekanik, dan teknologi mikroprosesor.
Perangkat modern bertindak sebagai motor listrik, bekerja bersama dengan konverter elektronik, yang dibuat dengan teknologi terintegrasi menggunakan mikroprosesor. Hal ini memungkinkan Anda untuk melakukan kontrol mesin berkualitas tinggi dengan kinerja terbaik dalam pemrosesan energi.
Properti mesin
Perangkat tersebut memiliki dinamika tinggi, kapasitas kelebihan beban yang tinggi, dan pemosisian yang tepat. Karena tidak ada bagian yang bergerak,penggunaannya dimungkinkan dalam lingkungan agresif yang eksplosif. Motor semacam itu juga disebut motor tanpa sikat, keunggulan utamanya, dibandingkan dengan motor pengumpul, adalah kecepatannya, yang tergantung pada tegangan suplai dari torsi pemuatan. Juga, properti penting lainnya adalah tidak adanya elemen abrasif dan gesekan yang mengganti kontak, yang meningkatkan sumber daya penggunaan perangkat.
motor BLDC
Semua motor DC bisa disebut tanpa sikat. Mereka beroperasi pada arus searah. Rakitan sikat disediakan untuk menggabungkan sirkuit rotor dan stator secara elektrik. Bagian seperti ini adalah yang paling rentan dan agak sulit untuk dirawat dan diperbaiki.
Motor BLDC beroperasi dengan prinsip yang sama seperti semua perangkat sinkron jenis ini. Ini adalah sistem tertutup termasuk konverter semikonduktor daya, sensor posisi rotor dan koordinator.
Motor AC AC
Perangkat ini mendapatkan daya dari listrik AC. Kecepatan rotasi rotor dan pergerakan harmonik pertama dari gaya magnet stator sepenuhnya bertepatan. Subtipe mesin ini dapat digunakan dengan tenaga tinggi. Kelompok ini mencakup perangkat katup langkah dan reaktif. Ciri khas perangkat loncatan adalah perpindahan sudut diskrit dari rotor selama operasinya. Catu daya belitan dibentuk menggunakan komponen semikonduktor. Motor katup dikendalikan oleh:perpindahan berurutan dari rotor, yang menciptakan peralihan kekuatannya dari satu belitan ke belitan lainnya. Perangkat ini dapat dibagi menjadi fase tunggal, tiga dan multi, yang pertama mungkin berisi belitan awal atau sirkuit pemindah fase, serta dimulai secara manual.
Prinsip pengoperasian motor sinkron
Motor sinkron katup beroperasi berdasarkan interaksi medan magnet rotor dan stator. Secara skematis, medan magnet selama rotasi dapat diwakili oleh kelebihan magnet yang sama, yang bergerak dengan kecepatan medan magnet stator. Medan rotor juga dapat digambarkan sebagai magnet permanen yang berputar sinkron dengan medan stator. Dengan tidak adanya torsi eksternal yang diterapkan pada poros peralatan, sumbu bertepatan sepenuhnya. Gaya tarik menarik yang bekerja melewati seluruh sumbu kutub dan dapat saling mengimbangi. Sudut di antara keduanya disetel ke nol.
Jika torsi pengereman diterapkan pada poros mesin, rotor bergerak ke samping dengan penundaan. Karena itu, gaya tarik-menarik dibagi menjadi komponen-komponen yang diarahkan sepanjang sumbu indikator positif dan tegak lurus terhadap sumbu kutub. Jika momen eksternal diterapkan, yang menciptakan akselerasi, yaitu, ia mulai bekerja ke arah rotasi poros, gambar interaksi bidang akan sepenuhnya berubah menjadi sebaliknya. Arah perpindahan sudut mulai berubah menjadi kebalikannya, dan sehubungan dengan ini, arah gaya tangensial berubah danmomen elektromagnetik. Dalam skenario ini, mesin menjadi rem, dan perangkat bekerja sebagai generator, yang mengubah energi mekanik yang disuplai ke poros menjadi energi listrik. Kemudian diarahkan ke jaringan yang memberi makan stator.
Bila tidak ada eksternal, momen kutub menonjol akan mulai mengambil posisi di mana sumbu kutub medan magnet stator akan berimpit dengan sumbu longitudinal. Penempatan ini akan sesuai dengan hambatan aliran minimum di stator.
Jika torsi pengereman diterapkan pada poros mesin, rotor akan menyimpang, sedangkan medan magnet stator akan berubah bentuk, karena aliran cenderung menutup dengan hambatan paling kecil. Untuk menentukannya diperlukan garis-garis gaya, yang arahnya pada setiap titik akan sesuai dengan pergerakan gaya, sehingga perubahan medan akan menyebabkan munculnya interaksi tangensial.
Setelah mempertimbangkan semua proses ini dalam motor sinkron, kita dapat mengidentifikasi prinsip demonstrasi reversibilitas berbagai mesin, yaitu kemampuan setiap peralatan listrik untuk mengubah arah energi yang dikonversi menjadi kebalikannya.
Motor brushless magnet permanen
Motor magnet permanen digunakan untuk aplikasi pertahanan dan industri yang serius, karena perangkat tersebut memiliki cadangan daya dan efisiensi yang besar.
Perangkat ini paling sering digunakan di industri yang konsumsi dayanya relatif rendah dandimensi kecil. Mereka dapat memiliki berbagai dimensi, tanpa batasan teknologi. Pada saat yang sama, perangkat besar tidak sepenuhnya baru, mereka paling sering diproduksi oleh perusahaan yang berusaha mengatasi kesulitan ekonomi yang membatasi jangkauan perangkat ini. Mereka memiliki kelebihannya sendiri, di antaranya efisiensi tinggi karena rugi-rugi rotor dan kepadatan daya yang tinggi. Untuk mengontrol motor tanpa sikat, Anda memerlukan penggerak frekuensi variabel.
Analisis biaya-manfaat menunjukkan bahwa perangkat magnet permanen jauh lebih disukai daripada teknologi alternatif lainnya. Paling sering mereka digunakan untuk industri dengan jadwal yang agak berat untuk pengoperasian mesin kelautan, di industri militer dan pertahanan dan unit lainnya, yang jumlahnya terus meningkat.
Mesin jet
Motor reluktansi sakelar beroperasi menggunakan belitan dua fase yang dipasang di sekitar kutub stator yang berlawanan secara diametral. Catu daya bergerak menuju rotor sesuai dengan kutub. Dengan demikian, lawannya benar-benar berkurang seminimal mungkin.
Motor DC buatan tangan memberikan kecepatan penggerak yang efisien tinggi dengan magnet yang dioptimalkan untuk operasi pembalikan. Informasi tentang lokasi rotor digunakan untuk mengontrol fase suplai tegangan, karena ini optimal untuk mencapai torsi kontinu dan halus.torsi dan efisiensi tinggi.
Sinyal yang dihasilkan oleh mesin jet ditumpangkan pada fase tak jenuh sudut dari induktansi. Resistansi kutub minimum sepenuhnya sesuai dengan induktansi maksimum perangkat.
Momen positif hanya dapat diperoleh pada sudut ketika indikatornya positif. Pada kecepatan rendah, arus fasa harus dibatasi untuk melindungi elektronik dari volt-detik yang tinggi. Mekanisme konversi dapat diilustrasikan dengan jalur energi reaktif. Bola kekuatan mencirikan kekuatan yang diubah menjadi energi mekanik. Jika terjadi mati mendadak, kelebihan atau gaya sisa kembali ke stator. Indikator minimum pengaruh medan magnet pada kinerja perangkat adalah perbedaan utamanya dari perangkat serupa.
