Spiegazione del motore丨Motore a riluttanza commutato
Il sistema di azionamento del motore a riluttanza commutata (srd) è costituito da quattro parti: motore a riluttanza commutata (motore srm o sr), convertitore di potenza, controller e rilevatore. Sviluppato il rapido sviluppo di un nuovo tipo di sistema di azionamento per il controllo della velocità. Il motore a riluttanza commutata è un motore a riluttanza a doppio saliente, che utilizza il principio della riluttanza minima per generare una coppia di riluttanza. Grazie alla sua struttura estremamente semplice e robusta, all'ampio intervallo di regolazione della velocità, alle eccellenti prestazioni di regolazione della velocità e alla velocità relativamente elevata nell'intero intervallo di regolazione della velocità. L'elevata efficienza e l'elevata affidabilità del sistema lo rendono un forte concorrente del sistema di controllo della velocità del motore CA, del sistema di controllo della velocità del motore CC e del sistema di controllo della velocità del motore CC senza spazzole. I motori a riluttanza commutata sono stati ampiamente o hanno iniziato ad essere utilizzati in vari campi come azionamenti di veicoli elettrici, elettrodomestici, industria generale, industria aeronautica e servosistemi, coprendo vari sistemi di azionamento ad alta e bassa velocità con una gamma di potenza da 10w a 5mw, mostrando enorme potenziale di mercato.
2 Caratteristiche strutturali e prestazionali
2.1 Il motore ha una struttura semplice, a basso costo ed è adatto per l'alta velocità
La struttura del motore a riluttanza commutata è più semplice di quella del motore a induzione a gabbia di scoiattolo che è generalmente considerato il più semplice. La bobina dello statore è un avvolgimento concentrato, facile da incorporare, l'estremità è corta e ferma e il funzionamento è affidabile. Ambiente di vibrazione; il rotore è realizzato solo con lamiere di acciaio al silicio, quindi non ci saranno problemi come la scarsa fusione a gabbia di scoiattolo e le barre rotte in uso durante il processo di produzione dei motori a induzione a gabbia di scoiattolo. Il rotore ha una resistenza meccanica estremamente elevata e può lavorare a velocità estremamente elevate. fino a 100,{2}} giri al minuto.
2.2 Circuito di alimentazione semplice e affidabile
La direzione della coppia del motore non ha nulla a che fare con la direzione della corrente dell'avvolgimento, ovvero è richiesta solo la corrente dell'avvolgimento in una direzione e l'avvolgimento di fase è collegato tra i due tubi di potenza del circuito principale e ci sarà essere nessun guasto di cortocircuito diretto del braccio del ponte. , Il sistema ha una forte tolleranza ai guasti e un'elevata affidabilità e può essere applicato in occasioni speciali come l'aerospaziale.
2.3 Coppia di spunto elevata, corrente di spunto bassa
I prodotti di molte aziende possono raggiungere le seguenti prestazioni: quando la corrente di spunto è il 15 percento della corrente nominale, la coppia di spunto è il 100 percento della coppia nominale; quando la corrente di avviamento è il 30 percento del valore nominale, la coppia di spunto può raggiungere il 150 percento del valore nominale. per cento . Rispetto alle caratteristiche di avviamento di altri sistemi di controllo della velocità, come il motore CC con corrente di avviamento al 100 percento, ottieni una coppia del 100 percento; Il motore a induzione a gabbia di scoiattolo con il 300 percento di corrente di avviamento, ottiene il 100 percento di coppia. Si può vedere che il motore a riluttanza commutata ha prestazioni di avviamento graduale, l'impatto della corrente è ridotto durante il processo di avviamento e il riscaldamento del motore e del controller è inferiore a quello del funzionamento nominale continuo, quindi è particolarmente adatto per frequenti occasioni di avvio-arresto e operazioni avanti e indietro, come piallatrici a portale, fresatrici, laminatoi reversibili nell'industria metallurgica, seghe volanti, cesoie volanti, ecc.
2.4 Ampia gamma di regolazione della velocità e alta efficienza
L'efficienza operativa raggiunge il 92% alla velocità nominale e al carico nominale e l'efficienza complessiva viene mantenuta fino all'80% in tutte le gamme di velocità.
2.5 Ci sono molti parametri controllabili e buone prestazioni di regolazione della velocità
Esistono almeno quattro parametri operativi principali e metodi comuni per il controllo dei motori a riluttanza commutata: angolo di attivazione della fase, angolo di interruzione relativo, ampiezza della corrente di fase e tensione dell'avvolgimento di fase. Ci sono molti parametri controllabili, il che significa che il controllo è flessibile e conveniente. A seconda delle esigenze operative del motore e delle condizioni del motore, è possibile utilizzare diversi metodi di controllo e valori dei parametri per farlo funzionare nel miglior stato e può anche ottenere varie funzioni e curve caratteristiche specifiche, come la realizzazione del motore hanno la stessa identica capacità di funzionamento a quattro quadranti (avanti, indietro, motorizzazione e frenatura), con coppia di spunto elevata e curve di capacità di carico per motori in serie.
2.6 Può soddisfare vari requisiti speciali attraverso la progettazione unificata e coordinata di macchine ed elettricità
3 Applicazioni tipiche
La struttura e le prestazioni superiori del motore a riluttanza commutata rendono il suo campo di applicazione molto ampio. Vengono analizzate le tre applicazioni tipiche seguenti.
3.1 Pialla a portale
La pialla a portale è una macchina da lavoro principale nel settore della lavorazione meccanica. Il metodo di lavoro della pialla è che il piano di lavoro aziona il pezzo in lavorazione in modo alternativo. Quando si sposta in avanti, la pialla fissata sul telaio pianifica il pezzo e quando si sposta all'indietro, la pialla solleva il pezzo. Da quel momento in poi, il banco di lavoro ritorna con una riga vuota. La funzione del sistema di trasmissione principale della pialla è quella di azionare il moto alternativo del piano di lavoro. Ovviamente le sue prestazioni sono direttamente correlate alla qualità di lavorazione e all'efficienza produttiva della piallatrice. Pertanto, il sistema di trasmissione deve avere le seguenti prestazioni principali.
3.1.1 Caratteristiche principali
(1) È adatto per frequenti avviamenti, frenate e rotazioni avanti e indietro, non meno di 10 volte al minuto, e il processo di avviamento e frenata è regolare e veloce.
(2) Il tasso di differenza statico deve essere elevato. Il calo dinamico della velocità da vuoto a carico improvviso del coltello non è superiore al 3 percento e la capacità di sovraccarico a breve termine è elevata.
(3) La gamma di regolazione della velocità è ampia, adatta alle esigenze di planata a bassa velocità, media velocità e retromarcia ad alta velocità.
(4) La stabilità del lavoro è buona e la posizione di ritorno del viaggio di andata e ritorno è precisa.
Allo stato attuale, il sistema di azionamento principale della piallatrice domestica ha principalmente la forma di unità CC e la forma di frizione elettromagnetica motore asincrona. Un gran numero di pialle azionate principalmente da unità a corrente continua sono in uno stato di grave invecchiamento, il motore è gravemente usurato, le scintille sulle spazzole sono grandi ad alta velocità e carichi pesanti, i guasti sono frequenti e il carico di lavoro di manutenzione è elevato, che incide direttamente sulla normale produzione. . Inoltre, il sistema presenta inevitabilmente gli svantaggi di apparecchiature di grandi dimensioni, elevato consumo energetico e rumorosità elevata. Il sistema di frizione elettromagnetica motore asincrono si basa sulla frizione elettromagnetica per realizzare le direzioni avanti e indietro. La frizione si usura gravemente, la stabilità di lavoro non è buona ed è scomodo regolare la velocità. Viene utilizzato solo per pialle leggere.
3.1.2 Problemi con i motori a induzione
Se viene utilizzato il sistema di azionamento con regolazione della velocità a frequenza variabile del motore a induzione, si verificano i seguenti problemi:
(1) Le caratteristiche di uscita sono morbide, in modo che la pialla a portale non possa sopportare un carico sufficiente a bassa velocità.
(2) La differenza statica è grande, la qualità di lavorazione è bassa, il pezzo lavorato ha motivi e si ferma anche quando il coltello viene mangiato.
(3) La coppia di avviamento e frenata è ridotta, l'avviamento e la frenata sono lenti e il fuorigioco di parcheggio è troppo grande.
(4) Il motore si riscalda.
Le caratteristiche del motore a riluttanza commutata sono particolarmente adatte per operazioni di avviamento, frenatura e commutazione frequenti. La corrente di avviamento durante il processo di commutazione è piccola e le coppie di avviamento e frenatura sono regolabili, assicurando così che i requisiti di processo siano adeguati all'interno di vari intervalli di velocità. incontra il. Il motore a riluttanza commutata ha anche un elevato fattore di potenza. Che si tratti di alta o bassa velocità, a vuoto oa pieno carico, il suo fattore di potenza è vicino a 1, che è migliore di altri sistemi di trasmissione attualmente utilizzati nelle piallatrici a portale.
3.2 Lavatrice
Con lo sviluppo dell'economia e il continuo miglioramento della qualità della vita delle persone, aumenta anche la domanda di lavatrici ecologiche e intelligenti. In quanto potenza principale della lavatrice, le prestazioni del motore devono essere continuamente migliorate. Attualmente, ci sono due tipi di lavatrici popolari nel mercato interno: macchine a pulsatore e lavatrici a tamburo. Indipendentemente dal tipo di lavatrice, il principio di base è che il motore fa ruotare il pulsatore o il tamburo per generare flusso d'acqua, quindi il flusso d'acqua e la forza generata dal pulsatore e dal tamburo vengono utilizzati per lavare i vestiti. Le prestazioni del motore determinano in larga misura il funzionamento della lavatrice. Lo stato, cioè, determina la qualità del lavaggio e dell'asciugatura, nonché l'entità del rumore e delle vibrazioni.
Attualmente, i motori utilizzati nella lavatrice a pulsatori sono principalmente motori a induzione monofase e alcuni utilizzano motori a conversione di frequenza e motori CC senza spazzole. La lavatrice a tamburo si basa principalmente su motori di serie, oltre al motore a frequenza variabile, motore CC senza spazzole, motore a riluttanza commutata.
Gli svantaggi dell'utilizzo di un motore a induzione monofase sono molto evidenti, come segue:
(1) non è possibile regolare la velocità
C'è solo una velocità di rotazione durante il lavaggio, che è difficile da adattare alle esigenze dei vari tessuti per la velocità di rotazione del lavaggio, e le cosiddette procedure di lavaggio "forte", "lavaggio debole", "lavaggio delicato" e altre procedure di lavaggio cambiano solo modificando la rotazione continua in avanti e indietro. Il tempo è solo, e per soddisfare i requisiti di velocità di rotazione durante il lavaggio, la velocità di rotazione durante la disidratazione è spesso bassa, generalmente solo da 400 giri/min a 600 giri/min.
(2) L'efficienza è molto bassa
L'efficienza è generalmente inferiore al 30 percento e la corrente di avviamento è molto elevata, che può raggiungere da 7 a 8 volte la corrente nominale. È difficile adattarsi alle frequenti condizioni di lavaggio in avanti e indietro.
Il motore della serie è un motore della serie DC, che presenta i vantaggi di un'elevata coppia di spunto, un'elevata efficienza, una comoda regolazione della velocità e buone prestazioni dinamiche. Tuttavia, lo svantaggio del motore di serie è che la struttura è complessa, la corrente del rotore deve essere commutata meccanicamente attraverso il commutatore e la spazzola e l'attrito radente tra il commutatore e la spazzola è soggetto a usura meccanica, rumore, scintille e interferenza elettromagnetica. Ciò riduce l'affidabilità del motore e ne riduce la durata.
Le caratteristiche del motore a riluttanza commutata consentono di ottenere buoni risultati quando applicato alle lavatrici. Il sistema di controllo della velocità del motore a riluttanza dell'interruttore ha un'ampia gamma di controllo della velocità, che può effettuare il "lavaggio" e
La centrifuga "funziona tutto alla massima velocità per ottenere un vero lavaggio standard, un lavaggio rapido, un lavaggio delicato, un lavaggio vellutato e persino un lavaggio a velocità variabile. Puoi anche scegliere la velocità di rotazione a piacimento durante la centrifuga. Puoi anche premere determinate impostazioni. Il il programma può aumentare la velocità di rotazione, in modo che i vestiti possano evitare vibrazioni e rumori causati da una distribuzione non uniforme durante il processo di disidratazione.Le eccellenti prestazioni di avviamento del motore a riluttanza commutata possono eliminare l'impatto della frequente corrente di avviamento in avanti e indietro del motore durante il processo di lavaggio sulla rete elettrica, facilitando il processo di lavaggio., La commutazione è stabile e silenziosa.L'elevata efficienza del sistema di regolazione della velocità del motore a riluttanza dell'interruttore nell'intero intervallo di regolazione della velocità può ridurre notevolmente il consumo energetico della lavatrice.
Il motore CC senza spazzole è davvero un forte concorrente del motore a riluttanza commutata, ma i vantaggi del motore a riluttanza commutata sono il basso costo, la robustezza, l'assenza di smagnetizzazione e le eccellenti prestazioni di avviamento.
3.3 Veicoli elettrici
Dagli anni '80, a causa della crescente attenzione delle persone alle questioni ambientali ed energetiche, i veicoli elettrici sono diventati un mezzo di trasporto ideale grazie ai vantaggi di zero emissioni, bassa rumorosità, ampie fonti di alimentazione e elevato utilizzo dell'energia. I veicoli elettrici hanno i seguenti requisiti per il sistema di azionamento del motore: alta efficienza nell'intera area operativa, elevata densità di potenza e densità di coppia, ampio intervallo di velocità di funzionamento e il sistema è impermeabile, resistente agli urti e agli urti. Attualmente, i principali sistemi di azionamento del motore per veicoli elettrici includono motori a induzione, motori CC senza spazzole e motori a riluttanza commutata.
Il sistema di controllo della velocità del motore a riluttanza commutata ha una serie di caratteristiche in termini di prestazioni e struttura, che lo rendono molto adatto ai veicoli elettrici. Presenta i seguenti vantaggi nel campo dei veicoli elettrici:
(1) Il motore ha una struttura semplice ed è adatto per l'alta velocità. La maggior parte della perdita del motore è concentrata sullo statore, che è facile da raffreddare e può essere facilmente trasformato in una struttura antideflagrante raffreddata ad acqua, che sostanzialmente non richiede manutenzione.
(2) L'elevata efficienza può essere mantenuta in un'ampia gamma di potenza e velocità, che è difficile da raggiungere per altri sistemi di azionamento. Questa caratteristica è molto utile per migliorare il corso di guida dei veicoli elettrici.
(3) È facile realizzare il funzionamento a quattro quadranti, realizzare un feedback di rigenerazione dell'energia e mantenere una forte capacità di frenata nell'area operativa ad alta velocità.
(4) La corrente di avviamento del motore è piccola, non vi è alcun impatto sulla batteria e la coppia di avviamento è elevata, adatta per l'avviamento di carichi pesanti.
(5) Sia il motore che il convertitore di potenza sono molto robusti e affidabili, adatti a vari ambienti difficili e ad alta temperatura e hanno una buona adattabilità.
Alla luce dei vantaggi di cui sopra, ci sono molte applicazioni pratiche dei motori a riluttanza commutata in veicoli elettrici, autobus elettrici e biciclette elettriche in patria e all'estero.
