Līdzstrāvas motora darbības princips

.Līdzstrāvas iekārta (līdzstrāvas iekārta) attiecas uz rotējošu motoru, kas spēj pārveidot elektrisko enerģiju no līdzstrāvas mehāniskajā enerģijā (kā līdzstrāvas motors) vai pārveidot mehānisko enerģiju līdzstrāvas elektroenerģijā (kā līdzstrāvas ģenerators). Tas ir motora veids, kas veicina savstarpēju pārveidošanu starp elektrisko un mehānisko enerģiju. Darbojoties kā motors, tas darbojas kā līdzstrāvas motors, pārvēršot elektrisko enerģiju mehāniskajā enerģijā; darbojoties kā ģenerators, tas darbojas kā līdzstrāvas ģenerators, pārvēršot mehānisko enerģiju elektroenerģijā.

 

Sastāva struktūra

Līdzstrāvas motora struktūrai jāsastāv no divām galvenajām daļām: statora un rotora. Līdzstrāvas motora stacionāro daļu darbības laikā sauc par statoru. Statora galvenā funkcija ir ģenerēt magnētisko lauku, kas sastāv no motora pamatnes, galvenajiem magnētiskajiem poliem, atpakaļgaitas poliem, gala vāciņiem, gultņiem un suku ierīcēm. Detaļu, kas darbības laikā griežas, sauc par rotoru, kas galvenokārt rada elektromagnētisko griezes momentu un inducēto elektromotora spēku. Tas ir enerģijas pārveidošanas centrs līdzstrāvas motoros, tāpēc to parasti sauc par armatūru, kas sastāv no vārpstas, armatūras serdes, armatūras tinuma, komutatora un ventilatora.

 

Galvenais magnētiskais pols

Galvenā magnētiskā pola funkcija ir radīt gaisa spraugas magnētisko lauku. Galvenais magnētiskais pols sastāv no divām daļām: galvenā magnētiskā pola dzelzs serdes un ierosmes tinuma. Dzelzs serde parasti ir izgatavota no 0,5 mm līdz 1,5 mm biezām silīcija tērauda plāksnēm, kuras tiek presētas un kniedētas kopā. Tas ir sadalīts divās daļās: staba korpuss un staba kurpes. Daļu, kas atrodas ierosmes tinuma augšpusē, sauc par pola korpusu, bet apakšējo daļu, kas ir paplašināta, sauc par polu kurpēm. Stabu kurpes ir platākas par pola korpusu, kas var regulēt magnētiskā lauka sadalījumu gaisa spraugā un atvieglot ierosmes tinuma fiksāciju. Ierosināšanas tinums ir izgatavots no izolētas vara stieples un aptīts ap galvenā magnētiskā pola serdi. Viss galvenais magnētiskais pols ir piestiprināts pie mašīnas pamatnes ar skrūvēm,

Atpakaļgaitas stabs

Reversā staba funkcija ir uzlabot komutāciju un samazināt iespējamās komutācijas dzirksteles starp elektrisko suku un komutatoru motora darbības laikā. Tas parasti tiek uzstādīts starp diviem blakus esošiem galvenajiem magnētiskajiem poliem un sastāv no apgrieztā pola dzelzs serdes un apgrieztā pola tinuma. Apgrieztā pola tinums ir izgatavots no izolētiem vadiem, kas aptīti ap apgrieztā pola dzelzs serdi, un reverso polu skaits ir vienāds ar galvenajiem magnētiskajiem poliem.

 

Mašīnas bāze

Motora statora ārējo apvalku sauc par pamatni. Mašīnas pamatnes funkcija ir divējāda:

Viens tiek izmantots, lai fiksētu galveno magnētisko polu, atpakaļgaitas polu un gala vāku, kā arī atbalstītu un fiksētu visu motoru;

Otrkārt, arī pati mašīnas pamatne ir daļa no magnētiskās ķēdes, kas veido magnētisko ceļu starp magnētiskajiem poliem. Daļu, caur kuru iet magnētiskā plūsma, sauc par magnētisko jūgu. Lai nodrošinātu, ka mašīnas pamatnei ir pietiekama mehāniskā izturība un laba magnētiskā vadītspēja, tā parasti ir izgatavota no lieta tērauda vai metināta no tērauda plāksnēm.

 

Elektriskā suku ierīce

Elektrisko suku ierīci izmanto, lai ievadītu vai izņemtu līdzstrāvas spriegumu un līdzstrāvu. Elektriskā birstes ierīce sastāv no elektriskās birstes, birstes turētāja, birstes stieņa un sukas stieņa turētāja. Elektrisko birsti ievieto birstes turētājā un saspiež ar atsperi, lai nodrošinātu labu slīdošo kontaktu starp suku un komutatoru. Birstes turētājs ir piestiprināts pie birstes stieņa, kas ir uzstādīts uz apļveida sukas stieņa sēdekļa un ir jāizolē vienam no otra. Birstes stieņa sēdeklis ir uzstādīts uz gala vāka vai gultņa iekšējā vāka, un apkārtmēru var regulēt. Pēc regulēšanas tas tiek fiksēts.

 

(1) Armatūras dzelzs kodols

Armatūras kodols ir galvenās magnētiskās ķēdes galvenā daļa, un to izmanto armatūras tinuma iegulšanai. Vispārējā armatūras dzelzs serde ir izgatavota no 0,5 mm biezām silīcija tērauda loksnēm, kas ir perforētas un laminētas, lai samazinātu virpuļstrāvas un histerēzes zudumus, kas rodas armatūras dzelzs kodolā motora darbības laikā. Sakrautā dzelzs serde ir piestiprināta pie vārpstas vai rotora kronšteina. Dzelzs serdes ārējā aplī ir armatūras spraugas, kurās ir iestrādāti armatūras tinumi.

(2) Armatūras tinums

Armatūras tinuma funkcija ir radīt elektromagnētisko griezes momentu un inducēto elektromotora spēku, un tā ir galvenā sastāvdaļa enerģijas pārveidošanai līdzstrāvas motoros, tāpēc to sauc par armatūru. Tas sastāv no daudzām spolēm (turpmāk tekstā - sastāvdaļas), kas savienotas saskaņā ar noteiktiem noteikumiem. Spoles ir uztītas ar augstas -stiprības emaljētu stiepli vai stikla šķiedru ietītu plakanu vara stiepli. Dažādu spoļu spoļu malas ir sadalītas augšējā un apakšējā slānī un iestrādātas armatūras spraugā. Izolācija starp spoli un dzelzs serdi, kā arī starp augšējo un apakšējo spoles malu ir pareizi jāuztur. Lai centrbēdzes spēks neizmestu spoles malu no slota, slots tiek fiksēts ar spraugas ķīļiem. Spoles gala savienojuma daļa, kas stiepjas no spraugas, ir sasieta ar termoreaktīvo neausta stikla lenti.

 

(3) Komutators

Līdzstrāvas motorā komutators ir aprīkots ar elektriskajām sukām, kas var pārveidot ārējo līdzstrāvu maiņstrāvā armatūras spolē, saglabājot nemainīgu elektromagnētiskā griezes momenta virzienu; Līdzstrāvas ģeneratorā komutators ir aprīkots ar elektriskajām sukām, kas armatūras spolē inducēto mainīgo elektromotora spēku var pārvērst tiešā elektromotora spēkā, kas iegūts no pozitīvajām un negatīvajām elektriskajām sukām. Komutators ir cilindrisks korpuss, kas sastāv no daudziem komutatora segmentiem, kas ir izolēti ar vizlas loksnēm starp tiem.

 

(4) Rotējoša vārpsta

Vārpstai ir atbalsta loma rotora rotēšanā, un tai ir nepieciešama noteikta mehāniskās izturības un stingrības pakāpe. To parasti apstrādā no apaļa tērauda

Galvenās kategorijas

 

(5) Līdzstrāvas ģenerators

Līdzstrāvas ģenerators ir iekārta, kas pārvērš mehānisko enerģiju līdzstrāvas elektriskajā enerģijā. To galvenokārt izmanto kā ierosmes strāvas avotu līdzstrāvas motoriem, elektrolīzes, galvanizācijas, elektriskās kausēšanas, uzlādes un maiņstrāvas ģeneratoriem. Lai gan jaudas taisngriežu komponentes tiek izmantotas arī vietās, kur ir nepieciešama līdzstrāva maiņstrāvas pārvēršanai līdzstrāvā, atsevišķu darbības aspektu ziņā maiņstrāvas taisngriežu barošanas avoti nevar pilnībā aizstāt līdzstrāvas ģeneratorus.

(6) Līdzstrāvas motors

Rotējoša ierīce, kas pārvērš līdzstrāvas enerģiju mehāniskajā enerģijā. Elektromotora stators nodrošina magnētisko lauku, līdzstrāvas barošanas avots nodrošina strāvu rotora tinumam, un komutators saglabā nemainīgu rotora strāvas virzienu un magnētiskā lauka radīto griezes momentu. Līdzstrāvas motorus var iedalīt divās kategorijās atkarībā no tā, vai tie ir aprīkoti ar parasti lietotiem birstes komutatoriem, ieskaitot suku līdzstrāvas motorus un bezsuku līdzstrāvas motorus.

Bezsuku līdzstrāvas motors ir jauna veida līdzstrāvas motors, kas izstrādāts pēdējos gados, attīstot mikroprocesoru tehnoloģiju, pielietojot jaunas jaudas elektroniskās ierīces ar augstu pārslēgšanas frekvenci un zemu enerģijas patēriņu, kā arī optimizējot vadības metodes un radot zemu-izmaksu, augsta magnētiskās enerģijas līmeņa pastāvīgo magnētu materiālus.

(7) Kontroles princips

Bezsuku līdzstrāvas motora vadības princips ir tāds, ka, lai motors grieztos, vadības blokam vispirms ir jānosaka motora rotora pozīcija, ko uztver halles sensors, un pēc tam jānosaka invertora jaudas tranzistoru ieslēgšanas (vai izslēgšanas) secība atbilstoši statora tinumam. Invertora AH, BH, CH (tos sauc par augšdelma jaudas tranzistoriem) un AL, BL, CL (tos sauc par apakšējās rokas jaudas tranzistoriem) liek strāvai secīgi plūst caur motora spoli, lai radītu uz priekšu (vai atpakaļgaitā) rotējošu magnētisko lauku, un mijiedarbojas ar rotora magnētu, liekot motoram griezties pulksteņrādītāja virzienā/counter. Kad motora rotors pagriežas pozīcijā, kurā Halles sensors uztver citu signālu kopu, vadības bloks ieslēdz nākamo jaudas tranzistoru komplektu, lai cikliskais motors varētu turpināt griezties tajā pašā virzienā, līdz vadības bloks nolemj apturēt motora rotoru un izslēgt jaudas tranzistorus (vai ieslēgt tikai apakšējās rokas jaudas tranzistorus); Ja motora rotoru paredzēts mainīt, jaudas tranzistora aktivizācijas secība tiek apgriezta.

 

Pamatā jaudas tranzistoru atvēršanas metodi var minēt šādi: AH, BL grupa → AH, CL grupa → BH, CL grupa → BH, AL grupa → CH, AL grupa → CH, BL grupa, bet to nedrīkst atvērt kā AH, AL vai BH, BL vai CH, CL. Turklāt, tā kā elektroniskajiem komponentiem vienmēr ir slēdža reakcijas laiks, tad, izslēdzot un ieslēdzot, jāņem vērā jaudas tranzistora reakcijas laiks. Pretējā gadījumā, kad augšdelms (vai apakšdelms) nav pilnībā izslēgts, apakšdelms (vai augšdelms) jau būs ieslēgts, kā rezultātā rodas īssavienojums starp augšdelmu un apakšdelmu un izdegs jaudas tranzistors.

 

Kad motors griežas, vadības bloks salīdzinās komandu, kas sastāv no vadītāja iestatītā ātruma un paātrinājuma/palēninājuma ātruma ar halles sensora signāla maiņas ātrumu (vai aprēķinātu ar programmatūru), lai noteiktu, vai ir jāieslēdz nākamā slēdžu kopa (AH, BL vai AH, CL vai BH, CL vai...) un ieslēgšanas laika ilgumu. Ja ātrums nav pietiekams, tas tiks pagarināts; ja ātrums ir pārāk liels, tas tiks saīsināts. Šo darba daļu pabeidz PWM. PWM ir veids, kā noteikt, vai motora ātrums ir ātrs vai lēns, un kā ģenerēt šādu PWM ir galvenais, lai panāktu precīzāku ātruma kontroli.

 

Ātrgaitas{0}}vadībai ir jāapsver, vai sistēmas CLOCK izšķirtspēja ir pietiekama, lai uztvertu programmatūras instrukciju apstrādes laiku. Turklāt datu piekļuves metode halles sensora signālu izmaiņām ietekmē arī procesora veiktspēju, sprieduma precizitāti un reāllaika veiktspēju. Kas attiecas uz zema-ātruma ātruma kontroli, it īpaši zema-ātruma iedarbināšanu, halles sensora signāla atgrieztās izmaiņas kļūst lēnākas. Ir ļoti svarīgi iegūt signālu, apstrādāt to īstajā laikā un atbilstoši konfigurēt vadības parametru vērtības atbilstoši motora īpašībām. Alternatīvi, ātruma atgriezenisko saiti var pielāgot, pamatojoties uz kodētāja izmaiņām, lai palielinātu signāla izšķirtspēju labākai kontrolei. Motors var darboties nevainojami un labi reaģēt, un nevar ignorēt PID kontroles piemērotību. Kā minēts iepriekš, bezsuku līdzstrāvas motors ir slēgta{13}}cilpas vadība, tāpēc atgriezeniskās saites signāls ir līdzvērtīgs paziņojumam vadības nodaļai, cik ļoti motora ātrums joprojām atšķiras no mērķa ātruma, kas ir kļūda. Kļūdas apzināšana, protams, prasa kompensāciju, ko var panākt, izmantojot tradicionālās inženiertehniskās kontroles, piemēram, PID kontroli. Tomēr kontroles stāvoklis un vide patiesībā ir sarežģīti un pastāvīgi mainās. Lai panāktu stabilu un noturīgu vadību, tradicionālā inženiertehniskā kontrole var pilnībā neapgūt faktorus, kas jāņem vērā. Tāpēc izplūdušā vadība, ekspertu sistēmas un neironu tīkli tiks iekļauti arī kā svarīgas viedās PID kontroles teorijas.