المحاضرة الحركية: محرك الممانعة المبدلة

يتكون نظام تشغيل محرك الممانعة المبدلة (srd) من أربعة أجزاء: محرك الممانعة المبدلة (محرك srm أو sr)، ومحول الطاقة، وجهاز التحكم، والكاشف. تم تطوير التطور السريع لنوع جديد من نظام التحكم في السرعة. محرك الممانعة المبدل هو محرك ممانعة بارز مزدوج، والذي يستخدم مبدأ الممانعة الدنيا لتوليد عزم الممانعة. نظرًا لهيكله البسيط والمتين للغاية، ونطاق تنظيم السرعة الواسع، وأداء تنظيم السرعة الممتاز، والسرعة العالية نسبيًا في نطاق تنظيم السرعة بالكامل. الكفاءة العالية وموثوقية النظام العالية تجعلها منافسًا قويًا لنظام التحكم في سرعة محرك AC ونظام التحكم في سرعة محرك DC ونظام التحكم في سرعة محرك DC بدون فرش. لقد تم استخدام محركات الممانعة المبدلة على نطاق واسع أو بدأ استخدامها في مجالات مختلفة مثل محركات المركبات الكهربائية، والأجهزة المنزلية، والصناعة العامة، وصناعة الطيران وأنظمة المؤازرة، والتي تغطي مختلف أنظمة القيادة ذات السرعة العالية والمنخفضة مع نطاق طاقة يتراوح من 10 وات إلى 5 ميجاوات، مما يوضح إمكانات السوق الضخمة.

2.1 يتميز المحرك بهيكل بسيط ومنخفض التكلفة ومناسب للسرعة العالية

إن هيكل محرك الممانعة المبدلة أبسط من هيكل المحرك التحريضي ذو القفص السنجابي والذي يعتبر عمومًا الأبسط. الملف الثابت عبارة عن ملف مركز، وهو سهل التضمين، والنهاية قصيرة وثابتة، والعملية موثوقة. بيئة الاهتزاز. الدوار مصنوع فقط من صفائح فولاذ السيليكون، لذلك لن تكون هناك مشاكل مثل سوء صب القفص السنجابي والقضبان المكسورة المستخدمة أثناء عملية تصنيع المحركات الحثية ذات القفص السنجابي. يتمتع الدوار بقوة ميكانيكية عالية للغاية ويمكنه العمل بسرعات عالية للغاية. ما يصل إلى 100000 دورة في الدقيقة.

2.2 دائرة طاقة بسيطة وموثوقة

لا علاقة لاتجاه عزم دوران المحرك باتجاه تيار اللف، أي أن تيار اللف مطلوب فقط في اتجاه واحد، ويتم توصيل ملفات الطور بين أنبوبي الطاقة في الدائرة الرئيسية، وسيكون هناك لا يوجد ذراع الجسر مباشرة من خلال خطأ ماس كهربائى. ، يتمتع النظام بقدرة قوية على تحمل الأخطاء وموثوقية عالية، ويمكن تطبيقه في مناسبات خاصة مثل الفضاء الجوي.

2.3 عزم دوران مرتفع، تيار بدء منخفض

يمكن لمنتجات العديد من الشركات تحقيق الأداء التالي: عندما يكون تيار البداية 15% من التيار المقنن، يكون عزم الدوران البداية 100% من عزم الدوران المقنن؛ عندما يكون تيار البداية 30% من القيمة المقدرة، يمكن أن يصل عزم الدوران إلى 150% من القيمة المقدرة. %. بالمقارنة مع خصائص البدء لأنظمة التحكم في السرعة الأخرى، مثل محرك DC بتيار بدء تشغيل بنسبة 100%، تحصل على عزم دوران بنسبة 100%؛ المحرك التعريفي على شكل قفص السنجاب بتيار تشغيل 300%، يحصل على عزم دوران 100%. يمكن ملاحظة أن محرك الممانعة المبدل لديه أداء بداية سلسة، والتأثير الحالي صغير أثناء عملية البدء، وتسخين المحرك ووحدة التحكم أصغر من التشغيل المقنن المستمر، لذلك فهو مناسب بشكل خاص لـ عمليات التبديل المتكررة بين التشغيل والإيقاف للأمام والخلف، مثل المسطحات العملاقة، وآلات الطحن، ومطاحن الدرفلة العكسية في الصناعة المعدنية، والمناشير الطائرة، والمقصات الطائرة، وما إلى ذلك.

2.4 نطاق تنظيم السرعة الواسع والكفاءة العالية

تصل كفاءة التشغيل إلى 92% عند السرعة المقدرة والحمل المقدر، ويتم الحفاظ على الكفاءة الإجمالية حتى 80% في جميع نطاقات السرعة.

2.5 هناك العديد من المعلمات التي يمكن التحكم فيها وأداء جيد لتنظيم السرعة

هناك ما لا يقل عن أربعة معلمات تشغيل رئيسية وطرق شائعة للتحكم في محركات الممانعة التبديلية: زاوية تشغيل الطور، وزاوية القطع ذات الصلة، وسعة تيار الطور، وجهد لف الطور. هناك العديد من المعلمات التي يمكن التحكم فيها، مما يعني أن التحكم مرن ومريح. يمكن استخدام طرق تحكم مختلفة وقيم المعلمات وفقًا لمتطلبات تشغيل المحرك وظروف المحرك لجعله يعمل في أفضل حالة، ويمكنه أيضًا تحقيق وظائف مختلفة ومنحنيات مميزة محددة، مثل صنع يتمتع المحرك بنفس القدرة على التشغيل الرباعي (الأمامي والخلفي والمحرك والفرملة)، مع عزم دوران مرتفع ومنحنيات قدرة تحميل للمحركات المتسلسلة.

2.6 يمكن أن تلبي المتطلبات الخاصة المختلفة من خلال التصميم الموحد والمنسق للآلة والكهرباء

إن الهيكل والأداء الفائقين لمحرك التردد المتغير يجعل مجال تطبيقه واسعًا للغاية. يتم تحليل التطبيقات النموذجية الثلاثة التالية.

3.1 المسوي العملاقة

إن المسوي القنطري هو آلة العمل الرئيسية في صناعة الآلات. طريقة عمل المسوي هي أن المنضدة تدفع قطعة العمل للرد بالمثل. عندما يتحرك للأمام، فإن المسوي المثبت على الإطار يخطط لقطعة الشغل، وعندما يتحرك للخلف، يرفع المسوي قطعة العمل. ومنذ ذلك الحين، تعود طاولة العمل بسطر فارغ. إن وظيفة نظام القيادة الرئيسي للمسوي هي قيادة الحركة الترددية لطاولة العمل. من الواضح أن أدائها يرتبط ارتباطًا مباشرًا بجودة المعالجة وكفاءة الإنتاج للمسوي. لذلك، يجب أن يتمتع نظام القيادة بالخصائص الرئيسية التالية.

3.1.1 الميزات الرئيسية

(1) إنها مناسبة لبدء التشغيل المتكرر والفرملة والدوران الأمامي والخلفي، بما لا يقل عن 10 مرات في الدقيقة، وتكون عملية البدء والكبح سلسة وسريعة.

(2) يشترط أن يكون معدل الفرق الساكن عاليا. إن انخفاض السرعة الديناميكية من عدم التحميل إلى تحميل السكين المفاجئ لا يزيد عن 3%، كما أن قدرة التحميل الزائد على المدى القصير قوية.

(3) نطاق تنظيم السرعة واسع، وهو مناسب لاحتياجات التخطيط ذو السرعة المنخفضة والمتوسطة والسفر العكسي عالي السرعة.

(4) استقرار العمل جيد، وموقع العودة لرحلة الذهاب والإياب دقيق.

في الوقت الحاضر، نظام القيادة الرئيسي للمسوي القنطري المحلي لديه بشكل أساسي شكل وحدة DC وشكل القابض الكهرومغناطيسي للمحرك غير المتزامن. يوجد عدد كبير من المسويات التي يتم تشغيلها بشكل رئيسي بواسطة وحدات التيار المستمر في حالة شيخوخة خطيرة، والمحرك متآكل بشدة، والشرر على الفرش كبير عند السرعة العالية والحمل الثقيل، والفشل متكرر، وعبء أعمال الصيانة كبير، مما يؤثر بشكل مباشر على الإنتاج الطبيعي. . بالإضافة إلى ذلك، فإن هذا النظام له حتما عيوب المعدات الكبيرة والاستهلاك العالي للطاقة والضوضاء العالية. يعتمد نظام القابض الكهرومغناطيسي للمحرك غير المتزامن على القابض الكهرومغناطيسي لتحقيق الاتجاهين الأمامي والخلفي، وتآكل القابض خطير، واستقرار العمل ليس جيدًا، ومن غير المناسب ضبط السرعة، لذلك يتم استخدامه فقط للمسويات الخفيفة .

3.1.2 مشاكل المحركات الحثية

إذا تم استخدام نظام قيادة تنظيم السرعة ذات التردد المتغير للمحرك التعريفي، فستظهر المشكلات التالية:

(1) خصائص الإخراج ناعمة، لذلك لا يمكن لآلة تسوية القنطرية حمل حمولة كافية بسرعة منخفضة.

(2) الفرق الثابت كبير، وجودة المعالجة منخفضة، وقطعة العمل المعالجة لها أنماط، وحتى أنها تتوقف عند تناول السكين.

(3) عزم البدء والكبح صغير، والبدء والفرامل بطيئان، وموقف التسلل كبير جدًا.

(4) يسخن المحرك.

تعتبر خصائص محرك الممانعة المبدلة مناسبة بشكل خاص لبدء التشغيل المتكرر والكبح والتبديل. تيار البدء أثناء عملية التبديل صغير، وعزم دوران البدء والكبح قابلان للتعديل، وبالتالي ضمان أن تكون السرعة متوافقة مع متطلبات العملية في نطاقات السرعة المختلفة. يلتقي. يحتوي محرك الممانعة المبدلة أيضًا على عامل طاقة عالي. سواء كانت السرعة عالية أو منخفضة، أو بدون تحميل أو تحميل كامل، فإن عامل الطاقة الخاص بها قريب من 1، وهو أفضل من أنظمة النقل الأخرى المستخدمة حاليًا في المسطحات العملاقة.

3.2 الغسالة

مع تطور الاقتصاد والتحسين المستمر لنوعية حياة الناس، يتزايد أيضًا الطلب على الغسالات الذكية والصديقة للبيئة. باعتباره مصدر الطاقة الرئيسي للغسالة، يجب تحسين أداء المحرك بشكل مستمر. في الوقت الحاضر، هناك نوعان من الغسالات الشائعة في السوق المحلية: الغسالات النابضة والأسطوانة. بغض النظر عن نوع الغسالة، فإن المبدأ الأساسي هو أن المحرك يدفع النابض أو الأسطوانة للدوران، وبالتالي توليد تدفق المياه، ومن ثم يتم استخدام تدفق المياه والقوة الناتجة عن النابض والطبل لغسل الملابس. . يحدد أداء المحرك تشغيل الغسالة إلى حد كبير. الحالة، أي هي التي تحدد جودة الغسيل والتجفيف، وكذلك حجم الضوضاء والاهتزاز.

في الوقت الحاضر، المحركات المستخدمة في الغسالة النابضة هي بشكل أساسي محركات تحريضية أحادية الطور، وبعضها يستخدم محركات تحويل التردد ومحركات DC بدون فرش. تعتمد غسالة الأسطوانة بشكل أساسي على محرك متسلسل، بالإضافة إلى محرك التردد المتغير، محرك DC بدون فرش، محرك التردد المتغير.

إن عيوب استخدام المحرك التحريضي أحادي الطور واضحة جدًا، وهي كما يلي:

(1) لا يمكن ضبط السرعة

هناك سرعة دوران واحدة فقط أثناء الغسيل، ومن الصعب التكيف مع متطلبات الأقمشة المختلفة على سرعة دوران الغسيل. إن ما يسمى “الغسيل القوي” و”الغسيل الضعيف” و”الغسيل اللطيف” وغيرها من إجراءات الغسيل لا تتغير إلا بمقدار تغيير مدة الدوران الأمامي والخلفي، وللاهتمام بمتطلبات سرعة الدوران أثناء الغسيل، غالبًا ما تكون سرعة الدوران أثناء التجفيف منخفضة، وعمومًا فقط 400 دورة في الدقيقة إلى 600 دورة في الدقيقة.

(2) الكفاءة منخفضة جدًا

الكفاءة بشكل عام أقل من 30%، وتيار البداية كبير جدًا، والذي يمكن أن يصل إلى 7 إلى 8 أضعاف التيار المقدر. من الصعب التكيف مع ظروف الغسيل الأمامي والخلفي المتكررة.

المحرك المتسلسل هو محرك من سلسلة DC، والذي يتميز بمزايا عزم الدوران الكبير والكفاءة العالية وتنظيم السرعة المريح والأداء الديناميكي الجيد. ومع ذلك، فإن عيب المحرك المتسلسل هو أن الهيكل معقد، وأن تيار الدوار يحتاج إلى تبديل ميكانيكيًا من خلال المبدل والفرشاة، ويكون الاحتكاك المنزلق بين المبدل والفرشاة عرضة للتآكل الميكانيكي والضوضاء والشرر و التداخل الكهرومغناطيسي. وهذا يقلل من موثوقية المحرك ويقصر من عمره.

إن خصائص محرك الممانعة المبدلة تجعل من الممكن تحقيق نتائج جيدة عند تطبيقه على الغسالات. يحتوي نظام التحكم في سرعة المحرك ذو التردد التبديلي على نطاق واسع للتحكم في السرعة، والذي يمكن أن يجعل "الغسيل" و

تعمل جميع الدورات بالسرعة المثلى للغسلات القياسية الحقيقية، والغسلات السريعة، والغسلات اللطيفة، والغسلات المخملية، وحتى الغسيل المتغير السرعة. يمكنك أيضًا اختيار سرعة الدوران حسب الرغبة أثناء الجفاف. يمكنك أيضًا زيادة السرعة وفقًا لبعض البرامج المحددة، حتى تتجنب الملابس الاهتزاز والضوضاء الناتجة عن التوزيع غير المتساوي أثناء عملية العصر. أداء البدء الممتاز لمحرك الممانعة المبدل يمكن أن يزيل تأثير تيار البدء المتكرر للأمام والخلف على شبكة الطاقة أثناء عملية الغسيل، مما يجعل الغسيل والتبديل سلسًا وخاليًا من الضوضاء. إن الكفاءة العالية لنظام تنظيم سرعة المحرك ذو التردد المتغير في نطاق تنظيم السرعة بأكمله يمكن أن تقلل بشكل كبير من استهلاك الطاقة للغسالة.

يعد محرك DC بدون فرش بالفعل منافسًا قويًا لمحرك الممانعة المبدلة، ولكن مزايا محرك الممانعة المبدلة هي التكلفة المنخفضة والمتانة وعدم إزالة المغناطيسية وأداء البدء الممتاز.

3.3 المركبات الكهربائية

منذ الثمانينيات، وبسبب اهتمام الناس المتزايد بقضايا البيئة والطاقة، أصبحت السيارات الكهربائية وسيلة نقل مثالية بسبب مزاياها المتمثلة في انعدام الانبعاثات، وانخفاض مستوى الضجيج، ومصادر الطاقة الواسعة، والاستخدام العالي للطاقة. تتمتع السيارات الكهربائية بالمتطلبات التالية لنظام قيادة المحرك: كفاءة عالية في منطقة التشغيل بأكملها، وكثافة طاقة عالية وكثافة عزم الدوران، ونطاق واسع لسرعة التشغيل، والنظام مقاوم للماء، ومقاوم للصدمات، ومقاوم للصدمات. في الوقت الحاضر، تشمل أنظمة قيادة المحركات السائدة للسيارات الكهربائية المحركات الحثية، ومحركات التيار المستمر بدون فرش، ومحركات الممانعة التبديلية.

يتميز نظام التحكم في سرعة المحرك ذو التردد المتغير بسلسلة من الخصائص في الأداء والهيكل، مما يجعله مناسبًا جدًا للسيارات الكهربائية. وتتمتع بالمزايا التالية في مجال السيارات الكهربائية:

(1) المحرك ذو هيكل بسيط ومناسب للسرعة العالية. يتركز معظم فقدان المحرك على الجزء الثابت، والذي يسهل تبريده ويمكن تحويله بسهولة إلى هيكل مقاوم للانفجار مبرد بالماء، والذي لا يتطلب أي صيانة بشكل أساسي.

(2) يمكن الحفاظ على الكفاءة العالية في نطاق واسع من القوة والسرعة، وهو أمر يصعب على أنظمة القيادة الأخرى تحقيقه. هذه الميزة مفيدة جدًا لتحسين مسار قيادة المركبات الكهربائية.

(3) من السهل تحقيق التشغيل الرباعي، وتحقيق ردود فعل تجديد الطاقة، والحفاظ على قدرة الكبح القوية في منطقة التشغيل عالية السرعة.

(4) تيار بدء المحرك صغير، ولا يوجد أي تأثير على البطارية، وعزم دوران البدء كبير، وهو مناسب لبدء الحمل الثقيل.

(5) كل من المحرك ومحول الطاقة قويان وموثوقان للغاية، ومناسبان لمختلف البيئات القاسية والعالية الحرارة، ولديهما قدرة جيدة على التكيف.

في ضوء المزايا المذكورة أعلاه، هناك العديد من التطبيقات العملية لمحركات الممانعة التبديلية في السيارات الكهربائية والحافلات الكهربائية والدراجات الكهربائية في الداخل والخارج].

نظرًا لأن محرك الممانعة المبدلة يتمتع بمزايا الهيكل البسيط، وتيار البدء الصغير، ونطاق تنظيم السرعة الواسع، وإمكانية التحكم الجيدة، فإنه يتمتع بمزايا تطبيق رائعة وآفاق تطبيق واسعة في مجالات المسطحات العملاقة، والغسالات، والمركبات الكهربائية. هناك العديد من التطبيقات العملية في المجالات المذكورة أعلاه. وعلى الرغم من وجود درجة معينة من التطبيق في الصين، إلا أنها لا تزال في بداياتها ولم تتحقق إمكاناتها بعد. ويعتقد أن تطبيقه في المجالات المذكورة أعلاه سوف يصبح أكثر شمولاً.