თანამედროვე ზუსტი სისტემების კონტროლის პრობლემების გადასაჭრელად, სულ უფრო ხშირად გამოიყენება ჯაგრისების ძრავა. ეს ხასიათდება როგორც ასეთი მოწყობილობების დიდი უპირატესობით, ასევე მიკროელექტრონიკის გამოთვლითი შესაძლებლობების აქტიური ფორმირებით. მოგეხსენებათ, მათ შეუძლიათ უზრუნველყონ მაღალი ბრუნვის სიმკვრივე და ენერგოეფექტურობა სხვა ტიპის ძრავებთან შედარებით.
უჯაგრისებური ძრავის სქემა
ძრავა შედგება შემდეგი ნაწილებისგან:
1. ქეისის უკანა მხარე.
2. სტატორი.
3. საკისარი.
4. მაგნიტური დისკი (როტორი).
5. საკისარი.
6. დახვეული სტატორი.7. კორპუსის წინა მხარე.
უჯაგრის ძრავას აქვს კავშირი სტატორისა და როტორის პოლიფაზურ გრაგნილს შორის. მათ აქვთ მუდმივი მაგნიტები და ჩაშენებული პოზიციის სენსორი. მოწყობილობის გადართვა ხორციელდება სარქვლის გადამყვანის გამოყენებით, რის შედეგადაც მან მიიღო ასეთი სახელი.
უჯაგრისებური ძრავის წრე შედგება უკანა საფარისა და სენსორების ბეჭდური მიკროსქემის დაფის, ტარების ყდის, ლილვისგან დასაკისარი, როტორის მაგნიტები, საიზოლაციო რგოლი, გრაგნილი, ბელვილის ზამბარა, სპეისერი, ჰოლის სენსორი, იზოლაცია, კორპუსი და მავთულები.
გრაგნილების "ვარსკვლავთან" შეერთების შემთხვევაში მოწყობილობას აქვს დიდი მუდმივი მომენტები, ამიტომ ეს შეკრება გამოიყენება ღერძების სამართავად. გრაგნილების „სამკუთხედით“დამაგრების შემთხვევაში მათი გამოყენება შესაძლებელია მაღალი სიჩქარით სამუშაოდ. ყველაზე ხშირად, ბოძების წყვილების რაოდენობა გამოითვლება როტორის მაგნიტების რაოდენობის მიხედვით, რაც ეხმარება ელექტრული და მექანიკური რევოლუციების თანაფარდობის განსაზღვრას.
სტატორი შეიძლება დამზადდეს ურკინის ან რკინის ბირთვით. ასეთი დიზაინის პირველი ვარიანტის გამოყენებით შესაძლებელია როტორის მაგნიტების მიზიდვის უზრუნველსაყოფად, მაგრამ ამავე დროს, ძრავის ეფექტურობა მცირდება 20%-ით მუდმივი ბრუნვის მნიშვნელობის შემცირების გამო.
დიაგრამიდან ჩანს, რომ სტატორში დენი წარმოიქმნება გრაგნილებში, როტორში კი იქმნება მაღალი ენერგიის მუდმივი მაგნიტების დახმარებით.
სიმბოლოები: - VT1-VT7 - ტრანზისტორი კომუნიკატორები; - A, B, C - გრაგნილის ფაზები;
- M - ძრავის ბრუნვა;
- DR - როტორის პოზიციის სენსორი; - U – ძრავის მიწოდების ძაბვის რეგულატორი;
- S (სამხრეთი), N (ჩრდილოეთი) – მაგნიტის მიმართულება;
- UZ – სიხშირის გადამყვანი;
- BR – სიჩქარე სენსორი;
- VD – ზენერის დიოდი;
- L არის ინდუქტორი.
ძრავის დიაგრამა აჩვენებს, რომ როტორის ერთ-ერთი მთავარი უპირატესობა, რომელშიც დამონტაჟებულია მუდმივი მაგნიტები, არის მისი დიამეტრის შემცირება.და, შესაბამისად, ინერციის მომენტის შემცირება. ასეთი მოწყობილობები შეიძლება ჩაშენდეს თავად მოწყობილობაში ან განთავსდეს მის ზედაპირზე. ამ ინდიკატორის დაქვეითება ძალიან ხშირად იწვევს თავად ძრავის ინერციის მომენტის ბალანსის მცირე მნიშვნელობებს და მის ლილვზე მიტანილ დატვირთვას, რაც ართულებს დისკის მუშაობას. ამ მიზეზით, მწარმოებლებს შეუძლიათ შემოგთავაზონ ინერციის სტანდარტული და 2-4-ჯერ მეტი მომენტი.
მუშაობის პრინციპები
დღეს დიდი პოპულარობით სარგებლობს უჯაგრისებური ძრავა, რომლის მუშაობის პრინციპი ეფუძნება იმ ფაქტს, რომ მოწყობილობის კონტროლერი იწყებს სტატორის გრაგნილების გადართვას. ამის გამო, მაგნიტური ველის ვექტორი ყოველთვის რჩება გადაადგილებული კუთხით, რომელიც უახლოვდება 900 (-900) როტორს. კონტროლერი შექმნილია იმისთვის, რომ აკონტროლოს დენი, რომელიც მოძრაობს ძრავის გრაგნილების მეშვეობით, სტატორის მაგნიტური ველის სიდიდის ჩათვლით. ამიტომ შესაძლებელია მომენტის რეგულირება, რომელიც მოქმედებს მოწყობილობაზე. ვექტორებს შორის კუთხის მაჩვენებელს შეუძლია განსაზღვროს ბრუნვის მიმართულება, რომელიც მოქმედებს მასზე.
გასათვალისწინებელია, რომ საუბარია ელექტრულ ხარისხებზე (ისინი გეომეტრიულზე გაცილებით მცირეა). მაგალითად, ავიღოთ როტორით უფუჭ ძრავის გამოთვლა, რომელსაც აქვს 3 წყვილი პოლუსი. მაშინ მისი ოპტიმალური კუთხე იქნება 900/3=300. ეს წყვილი ითვალისწინებს გადართვის გრაგნილების 6 ფაზას, შემდეგ გამოდის, რომ სტატორის ვექტორს შეუძლია გადაადგილება 600-იანი ნახტომებით. აქედან ჩანს, რომ ვექტორებს შორის რეალური კუთხე აუცილებლად იცვლება 600-დან.1200 დაწყებული როტორის ბრუნიდან.
სარქვლის ძრავა, რომლის მუშაობის პრინციპი ემყარება გადართვის ფაზების ბრუნვას, რის გამოც აგზნების ნაკადი შენარჩუნებულია არმატურის შედარებით მუდმივი მოძრაობით, მათი ურთიერთქმედების შემდეგ იწყება მბრუნავი ფორმირება. მომენტი. ის ჩქარობს როტორის მოტრიალებას ისე, რომ აგზნების და არმატურის ყველა ნაკადი ერთმანეთს ემთხვევა. მაგრამ თავის მხრივ, სენსორი იწყებს გრაგნილების შეცვლას და ნაკადი გადადის შემდეგ ეტაპზე. ამ მომენტში, მიღებული ვექტორი გადავა, მაგრამ მთლიანად სტაციონარული რჩება როტორის ნაკადთან მიმართებაში, რაც საბოლოოდ შექმნის ლილვის ბრუნვას.
სარგებელი
სამუშაოში უჯაგრისებური ძრავის გამოყენებით, შეგვიძლია აღვნიშნოთ მისი უპირატესობები:
- ფართო დიაპაზონის გამოყენების შესაძლებლობა სიჩქარის შესაცვლელად;
- მაღალი დინამიკა და შესრულება;
- მაქსიმალური პოზიციონირების სიზუსტე;
- დაბალი ტექნიკური ხარჯები;
- მოწყობილობა შეიძლება მივაწეროთ აფეთქებაგამძლე ობიექტებს;
- აქვს უნარი გაუძლოს დიდ გადატვირთვებს ბრუნვის მომენტში;
- მაღალი ეფექტურობა, რაც 90%-ზე მეტია;
- არის მოცურების ელექტრონული კონტაქტები, რომლებიც მნიშვნელოვნად ზრდის სამუშაო და მომსახურების ხანგრძლივობას;
- არ არის ელექტროძრავის გადახურება ხანგრძლივი მუშაობისას.
ხარვეზები
მიუხედავად დიდი რაოდენობის უპირატესობებისა, ჯაგრისების გარეშე ძრავას მუშაობისას ასევე აქვს უარყოფითი მხარეები:
- საკმაოდ რთული ძრავის კონტროლი;- შედარებითმოწყობილობის მაღალი ფასი მის დიზაინში როტორის გამოყენების გამო, რომელსაც აქვს ძვირადღირებული მუდმივი მაგნიტები.
გაურკვევლობის ძრავა
სარქვლის უკმარისობის ძრავა არის მოწყობილობა, რომელშიც უზრუნველყოფილია გადართვის მაგნიტური წინააღმდეგობა. მასში ენერგიის გარდაქმნა ხდება გრაგნილების ინდუქციურობის ცვლილების გამო, რომლებიც განლაგებულია გამოხატულ სტატორის კბილებზე, როდესაც დაკბილული მაგნიტური როტორი მოძრაობს. მოწყობილობა ენერგიას იღებს ელექტრული გადამყვანიდან, რომელიც მონაცვლეობით ცვლის ძრავის გრაგნილებს როტორის მოძრაობის შესაბამისად.
გადართული უხერხულობის ძრავა არის რთული რთული სისტემა, რომელშიც სხვადასხვა ფიზიკური ხასიათის კომპონენტები ერთად მუშაობენ. ასეთი მოწყობილობების წარმატებული დიზაინი მოითხოვს მანქანებისა და მექანიკური დიზაინის, ასევე ელექტრონიკის, ელექტრომექანიკის და მიკროპროცესორული ტექნოლოგიების სიღრმისეულ ცოდნას.
თანამედროვე მოწყობილობა მოქმედებს როგორც ელექტროძრავა, რომელიც მოქმედებს ელექტრონულ გადამყვანთან ერთად, რომელიც დამზადებულია ინტეგრირებული ტექნოლოგიით მიკროპროცესორის გამოყენებით. ის საშუალებას გაძლევთ განახორციელოთ ძრავის მაღალი ხარისხის კონტროლი ენერგიის დამუშავების საუკეთესო შესრულებით.
ძრავის თვისებები
ასეთ მოწყობილობებს აქვთ მაღალი დინამიკა, მაღალი გადატვირთვის უნარი და ზუსტი პოზიციონირება. ვინაიდან მოძრავი ნაწილები არ არის,მათი გამოყენება შესაძლებელია ფეთქებად აგრესიულ გარემოში. ასეთ ძრავებს ასევე უწოდებენ უჯაგრის ძრავებს, მათი მთავარი უპირატესობა კოლექციონერებთან შედარებით არის სიჩქარე, რომელიც დამოკიდებულია დატვირთვის ბრუნვის მიწოდების ძაბვაზე. ასევე, კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი თვისებაა აბრაზიული და გახეხილი ელემენტების არარსებობა, რომლებიც ცვლის კონტაქტებს, რაც ზრდის მოწყობილობის გამოყენების რესურსს.
BLDC ძრავები
ყველა DC ძრავას შეიძლება ეწოდოს უჯაგრისი. ისინი მუშაობენ პირდაპირი დენით. ფუნჯის შეკრება გათვალისწინებულია როტორისა და სტატორის სქემების ელექტრული შერწყმისთვის. ასეთი ნაწილი ყველაზე დაუცველი და საკმაოდ რთული შესანარჩუნებლად და შეკეთებაა.
BLDC ძრავა მუშაობს იმავე პრინციპით, როგორც ყველა ამ ტიპის სინქრონული მოწყობილობა. ეს არის დახურული სისტემა, რომელიც მოიცავს დენის ნახევარგამტარის გადამყვანს, როტორის პოზიციის სენსორს და კოორდინატორს.
AC ძრავები
ეს მოწყობილობები ენერგიას იღებენ AC ქსელიდან. როტორის ბრუნვის სიჩქარე და სტატორის მაგნიტური ძალის პირველი ჰარმონიის მოძრაობა მთლიანად ემთხვევა ერთმანეთს. ამ ქვეტიპის ძრავების გამოყენება შესაძლებელია მაღალი სიმძლავრის დროს. ამ ჯგუფში შედის საფეხურის და რეაქტიული სარქვლის მოწყობილობები. სტეპის მოწყობილობების გამორჩეული თვისებაა როტორის დისკრეტული კუთხოვანი გადაადგილება მისი მუშაობის დროს. გრაგნილების ელექტრომომარაგება იქმნება ნახევარგამტარული კომპონენტების გამოყენებით. სარქვლის ძრავა კონტროლდებაროტორის თანმიმდევრული გადაადგილება, რაც ქმნის მისი სიმძლავრის გადართვას ერთი გრაგნილიდან მეორეზე. ეს მოწყობილობა შეიძლება დაიყოს ერთ, სამ და მრავალფაზად, რომელთაგან პირველი შეიძლება შეიცავდეს სასტარტო გრაგნილს ან ფაზის გადართვის წრედს, ასევე ხელით.
სინქრონული ძრავის მუშაობის პრინციპი
სარქვლის სინქრონული ძრავა მუშაობს როტორისა და სტატორის მაგნიტური ველების ურთიერთქმედების საფუძველზე. სქემატურად, ბრუნვის დროს მაგნიტური ველი შეიძლება წარმოდგენილი იყოს იმავე მაგნიტების პლიუსებით, რომლებიც მოძრაობენ სტატორის მაგნიტური ველის სიჩქარით. როტორის ველი ასევე შეიძლება იყოს გამოსახული, როგორც მუდმივი მაგნიტი, რომელიც ბრუნავს სინქრონულად სტატორის ველთან. გარე ბრუნვის არარსებობის შემთხვევაში, რომელიც გამოიყენება აპარატის ლილვზე, ღერძი მთლიანად ემთხვევა. მიზიდულობის მოქმედი ძალები გადის პოლუსების მთელ ღერძზე და შეუძლიათ ერთმანეთის კომპენსირება. მათ შორის კუთხე დაყენებულია ნულზე.
თუ დამუხრუჭების მომენტი გამოიყენება მანქანის ლილვზე, როტორი გვერდით გადადის დაგვიანებით. ამის გამო, მიმზიდველი ძალები იყოფა კომპონენტებად, რომლებიც მიმართულია დადებითი მაჩვენებლების ღერძის გასწვრივ და პოლუსების ღერძის პერპენდიკულარულად. თუ გამოიყენება გარე მომენტი, რომელიც ქმნის აჩქარებას, ანუ ის იწყებს მოქმედებას ლილვის ბრუნვის მიმართულებით, ველების ურთიერთქმედების სურათი მთლიანად შეიცვლება საპირისპიროდ. კუთხური გადაადგილების მიმართულება იწყებს გარდაქმნას საპირისპიროდ და ამასთან დაკავშირებით იცვლება ტანგენციალური ძალების მიმართულება დაელექტრომაგნიტური მომენტი. ამ სცენარში, ძრავა ხდება მუხრუჭი და მოწყობილობა მუშაობს როგორც გენერატორი, რომელიც გარდაქმნის ლილვზე მიწოდებულ მექანიკურ ენერგიას ელექტრო ენერგიად. შემდეგ ის გადამისამართებულია ქსელში, რომელიც კვებავს სტატორს.
როდესაც არ არის გარეგანი, გამოკვეთილი პოლუსიანი მომენტი დაიწყებს პოზიციის დაკავებას, რომელშიც სტატორის მაგნიტური ველის პოლუსების ღერძი დაემთხვევა გრძივიას. ეს განლაგება შეესაბამება მინიმალურ ნაკადის წინააღმდეგობას სტატორში.
თუ დამუხრუჭების მომენტი გამოყენებული იქნება მანქანის ლილვზე, როტორი გადაიხრება, ხოლო სტატორის მაგნიტური ველი დეფორმირებული იქნება, რადგან ნაკადი იხურება მინიმალური წინააღმდეგობის პირობებში. მის დასადგენად საჭიროა ძალის ხაზები, რომელთა მიმართულება თითოეულ წერტილში შეესაბამება ძალის მოძრაობას, ამიტომ ველის ცვლილება გამოიწვევს ტანგენციალური ურთიერთქმედების გამოჩენას.
სინქრონულ ძრავებში ყველა ამ პროცესის გათვალისწინების შემდეგ, ჩვენ შეგვიძლია დავადგინოთ სხვადასხვა მანქანების შექცევადობის დემონსტრაციული პრინციპი, ანუ ნებისმიერი ელექტრული აპარატის უნარი შეცვალოს გარდაქმნილი ენერგიის მიმართულება საპირისპიროდ.
მუდმივი მაგნიტის ჯაგრისების ძრავები
მუდმივი მაგნიტის ძრავა გამოიყენება სერიოზული თავდაცვისა და სამრეწველო გამოყენებისთვის, რადგან ასეთ მოწყობილობას აქვს ენერგიის დიდი რეზერვი და ეფექტურობა.
ეს მოწყობილობები ყველაზე ხშირად გამოიყენება ინდუსტრიებში, სადაც ელექტროენერგიის შედარებით დაბალი მოხმარება დამცირე ზომები. მათ შეიძლება ჰქონდეთ სხვადასხვა ზომები, ტექნოლოგიური შეზღუდვების გარეშე. ამავდროულად, დიდი მოწყობილობები არ არის სრულიად ახალი, ისინი ყველაზე ხშირად იწარმოება კომპანიების მიერ, რომლებიც ცდილობენ გადალახონ ეკონომიკური სირთულეები, რომლებიც ზღუდავს ამ მოწყობილობების დიაპაზონს. მათ აქვთ საკუთარი უპირატესობები, რომელთა შორისაა მაღალი ეფექტურობა როტორის დანაკარგებისა და მაღალი სიმძლავრის სიმკვრივის გამო. ჯაგრისების გარეშე ძრავების გასაკონტროლებლად გჭირდებათ ცვლადი სიხშირის დრაივერი.
ხარჯ-სარგებლის ანალიზი აჩვენებს, რომ მუდმივი მაგნიტის მოწყობილობები ბევრად უფრო სასურველია, ვიდრე სხვა ალტერნატიული ტექნოლოგიები. ყველაზე ხშირად ისინი გამოიყენება ინდუსტრიებისთვის, რომლებსაც აქვთ საკმაოდ მძიმე გრაფიკი საზღვაო ძრავების მუშაობისთვის, სამხედრო და თავდაცვის ინდუსტრიებში და სხვა დანაყოფებში, რომელთა რაოდენობა მუდმივად იზრდება.
რეაქტიული ძრავა
ჩართული უხერხულობის ძრავა მუშაობს ორფაზიანი გრაგნილების გამოყენებით, რომლებიც დამონტაჟებულია დიამეტრალურად საპირისპირო სტატორის ბოძებზე. ელექტრომომარაგება ბოძების მიხედვით მოძრაობს როტორისკენ. ამრიგად, მისი წინააღმდეგობა მთლიანად მინიმუმამდეა დაყვანილი.
ხელნაკეთი DC ძრავა უზრუნველყოფს მაღალ ეფექტურ სიჩქარეს ოპტიმიზებული მაგნიტიზმით უკუ მოქმედებისთვის. ინფორმაცია როტორის ადგილმდებარეობის შესახებ გამოიყენება ძაბვის მიწოდების ფაზების გასაკონტროლებლად, რადგან ეს ოპტიმალურია უწყვეტი და გლუვი ბრუნვის მისაღწევად.ბრუნვის მომენტი და მაღალი ეფექტურობა.
რეაქტიული ძრავის მიერ წარმოებული სიგნალები თავსდება ინდუქციურობის კუთხოვან უჯერი ფაზაზე. ბოძის მინიმალური წინააღმდეგობა სრულად შეესაბამება მოწყობილობის მაქსიმალურ ინდუქციურობას.
დადებითი მომენტის მიღება შესაძლებელია მხოლოდ კუთხით, როდესაც ინდიკატორები დადებითია. დაბალ სიჩქარეზე, ფაზის დენი აუცილებლად უნდა იყოს შეზღუდული, რათა დავიცვათ ელექტრონიკა მაღალი ვოლტ-წამებისგან.კონვერტაციის მექანიზმი შეიძლება ილუსტრირებული იყოს რეაქტიული ენერგიის ხაზით. დენის სფერო ახასიათებს ძალას, რომელიც გარდაიქმნება მექანიკურ ენერგიად. უეცარი გათიშვის შემთხვევაში, ზედმეტი ან ნარჩენი ძალა უბრუნდება სტატორს. მაგნიტური ველის გავლენის მინიმალური ინდიკატორები მოწყობილობის მუშაობაზე მისი მთავარი განსხვავებაა მსგავსი მოწყობილობებისგან.
