El sistema de accionamiento del motor de reluctancia conmutada (srd) consta de cuatro partes: motor de reluctancia conmutada (motor srm o sr), convertidor de potencia, controlador y detector. Se desarrolló el rápido desarrollo de un nuevo tipo de sistema de accionamiento de control de velocidad. El motor de reluctancia conmutada es un motor de reluctancia de doble saliente, que utiliza el principio de reluctancia mínima para generar un par de reluctancia. Debido a su estructura extremadamente simple y robusta, amplio rango de regulación de velocidad, excelente rendimiento de regulación de velocidad y velocidad relativamente alta en todo el rango de regulación de velocidad. La alta eficiencia y la alta confiabilidad del sistema lo convierten en un fuerte competidor del sistema de control de velocidad del motor de CA, del sistema de control de velocidad del motor de CC y del sistema de control de velocidad del motor de CC sin escobillas. Los motores de reluctancia conmutada se han utilizado ampliamente o comenzaron a usarse en diversos campos, como accionamientos de vehículos eléctricos, electrodomésticos, industria general, industria de la aviación y servosistemas, cubriendo varios sistemas de accionamiento de alta y baja velocidad con un rango de potencia de 10w a 5mw, lo que muestra enorme potencial de mercado.
2.1 El motor tiene una estructura simple, de bajo costo y es adecuado para alta velocidad.
La estructura del motor de reluctancia conmutada es más simple que la del motor de inducción de jaula de ardilla, que generalmente se considera el más simple. La bobina del estator es un devanado concentrado, fácil de insertar, el extremo es corto y firme y el funcionamiento es confiable. Ambiente de vibración; El rotor está hecho únicamente de láminas de acero al silicio, por lo que no habrá problemas como una fundición deficiente de jaula de ardilla y barras rotas durante el proceso de fabricación de los motores de inducción de jaula de ardilla. El rotor tiene una resistencia mecánica extremadamente alta y puede funcionar a velocidades extremadamente altas. hasta 100.000 revoluciones por minuto.
2.2 Circuito de alimentación sencillo y fiable
La dirección del par del motor no tiene nada que ver con la dirección de la corriente del devanado, es decir, solo se requiere la corriente del devanado en una dirección, los devanados de fase están conectados entre los dos tubos de alimentación del circuito principal y habrá No hay falla de cortocircuito directo del brazo del puente. El sistema tiene una gran tolerancia a fallas y alta confiabilidad, y puede aplicarse en ocasiones especiales como la industria aeroespacial.
2.3 Alto par de arranque, baja corriente de arranque
Los productos de muchas empresas pueden lograr el siguiente rendimiento: cuando la corriente de arranque es el 15% de la corriente nominal, el par de arranque es el 100% del par nominal; cuando la corriente de arranque es el 30% del valor nominal, el par de arranque puede alcanzar el 150% del valor nominal. %. En comparación con las características de arranque de otros sistemas de control de velocidad, como el motor de CC con 100 % de corriente de arranque, se obtiene un 100 % de par; Motor de inducción de jaula de ardilla con 300% de corriente de arranque, obtiene 100% de torque. Se puede ver que el motor de reluctancia conmutada tiene un rendimiento de arranque suave, el impacto actual es pequeño durante el proceso de arranque y el calentamiento del motor y el controlador es menor que el de la operación nominal continua, por lo que es especialmente adecuado para frecuentes operaciones de arranque-parada y marcha adelante-atrás, como cepilladoras de pórtico, fresadoras, laminadores reversibles en la industria metalúrgica, sierras volantes, cizallas volantes, etc.
2.4 Amplio rango de regulación de velocidad y alta eficiencia
La eficiencia operativa alcanza el 92 % a velocidad nominal y carga nominal, y la eficiencia general se mantiene hasta el 80 % en todos los rangos de velocidad.
2.5 Hay muchos parámetros controlables y buen rendimiento de regulación de velocidad.
Existen al menos cuatro parámetros operativos principales y métodos comunes para controlar motores de reluctancia conmutada: ángulo de activación de fase, ángulo de interrupción relevante, amplitud de corriente de fase y voltaje de devanado de fase. Hay muchos parámetros controlables, lo que significa que el control es flexible y conveniente. Se pueden usar diferentes métodos de control y valores de parámetros de acuerdo con los requisitos operativos del motor y las condiciones del motor para que funcione en el mejor estado, y también puede lograr varias funciones y curvas características específicas, como hacer que el El motor tiene exactamente la misma capacidad de operación en los cuatro cuadrantes (avance, retroceso, motorización y frenado), con curvas de par de arranque y capacidad de carga elevadas para los motores en serie.
2.6 Puede cumplir varios requisitos especiales mediante el diseño unificado y coordinado de máquinas y electricidad.
La estructura superior y el rendimiento del motor de reluctancia conmutada hacen que su campo de aplicación sea muy extenso. Se analizan las siguientes tres aplicaciones típicas.
3.1 Cepilladora de pórtico
La cepilladora de pórtico es una de las principales máquinas de trabajo en la industria del mecanizado. El método de trabajo de la cepilladora es que la mesa de trabajo impulsa la pieza de trabajo en movimiento alternativo. Cuando avanza, la cepilladora fijada en el marco planifica la pieza de trabajo, y cuando retrocede, la cepilladora levanta la pieza de trabajo. A partir de ese momento, el banco de trabajo regresa con una línea en blanco. La función del sistema de accionamiento principal de la cepilladora es impulsar el movimiento alternativo de la mesa de trabajo. Obviamente, su rendimiento está directamente relacionado con la calidad del procesamiento y la eficiencia de producción de la cepilladora. Por lo tanto, se requiere que el sistema de accionamiento tenga las siguientes propiedades principales.
3.1.1 Características principales
(1) Es adecuado para arranques, frenado y rotación hacia adelante y hacia atrás frecuentes, no menos de 10 veces por minuto, y el proceso de arranque y frenado es suave y rápido.
(2) Se requiere que la tasa de diferencia estática sea alta. La caída de velocidad dinámica desde sin carga hasta carga repentina con cuchilla no es más del 3% y la capacidad de sobrecarga a corto plazo es fuerte.
(3) El rango de regulación de velocidad es amplio, lo que es adecuado para las necesidades de planeo a baja y media velocidad y marcha atrás a alta velocidad.
(4) La estabilidad del trabajo es buena y la posición de retorno del viaje de ida y vuelta es precisa.
En la actualidad, el sistema de accionamiento principal de la cepilladora de pórtico doméstica tiene principalmente la forma de una unidad de CC y la forma de un motor asíncrono con embrague electromagnético. Una gran cantidad de cepilladoras impulsadas principalmente por unidades de CC se encuentran en un estado de envejecimiento grave, el motor está muy desgastado, las chispas en las escobillas son grandes a alta velocidad y carga pesada, las fallas son frecuentes y la carga de trabajo de mantenimiento es grande. lo que afecta directamente la producción normal. . Además, este sistema inevitablemente tiene las desventajas de un equipo grande, un alto consumo de energía y un alto nivel de ruido. El sistema de embrague electromagnético de motor asíncrono se basa en el embrague electromagnético para realizar las direcciones de avance y retroceso, el desgaste del embrague es grave, la estabilidad de trabajo no es buena y es inconveniente ajustar la velocidad, por lo que solo se usa para cepilladoras livianas. .
3.1.2 Problemas con los motores de inducción
Si se utiliza el sistema de accionamiento de regulación de velocidad de frecuencia variable del motor de inducción, existen los siguientes problemas:
(1) Las características de salida son suaves, por lo que la cepilladora de pórtico no puede transportar suficiente carga a baja velocidad.
(2) La diferencia estática es grande, la calidad del procesamiento es baja, la pieza de trabajo procesada tiene patrones e incluso se detiene cuando se come el cuchillo.
(3) El par de arranque y frenado es pequeño, el arranque y el frenado son lentos y el fuera de juego de estacionamiento es demasiado grande.
(4) El motor se calienta.
Las características del motor de reluctancia conmutada son especialmente adecuadas para operaciones frecuentes de arranque, frenado y conmutación. La corriente de arranque durante el proceso de conmutación es pequeña y los pares de arranque y frenado son ajustables, lo que garantiza que la velocidad sea consistente con los requisitos del proceso en varios rangos de velocidad. cumple con el. El motor de reluctancia conmutada también tiene un factor de potencia elevado. Ya sea a alta o baja velocidad, sin carga o con carga completa, su factor de potencia es cercano a 1, lo que es mejor que otros sistemas de transmisión utilizados actualmente en las cepilladoras de pórtico.
3.2 Lavadora
Con el desarrollo de la economía y la mejora continua de la calidad de vida de las personas, también está aumentando la demanda de lavadoras inteligentes y respetuosas con el medio ambiente. Como potencia principal de la lavadora, el rendimiento del motor debe mejorarse continuamente. En la actualidad, existen dos tipos de lavadoras populares en el mercado nacional: lavadoras de pulsador y de tambor. No importa qué tipo de lavadora, el principio básico es que el motor hace girar el pulsador o el tambor, generando así un flujo de agua, y luego el flujo de agua y la fuerza generada por el pulsador y el tambor se utilizan para lavar la ropa. . El rendimiento del motor determina en gran medida el funcionamiento de la lavadora. Es decir, el estado determina la calidad del lavado y el secado, así como la magnitud del ruido y la vibración.
En la actualidad, los motores utilizados en las lavadoras con pulsador son principalmente motores de inducción monofásicos, y algunos utilizan motores de conversión de frecuencia y motores de CC sin escobillas. La lavadora de tambor se basa principalmente en un motor en serie, además de un motor de frecuencia variable, un motor de CC sin escobillas y un motor de reluctancia conmutada.
Las desventajas de utilizar un motor de inducción monofásico son muy obvias, como sigue:
(1) no se puede ajustar la velocidad
Sólo hay una velocidad de rotación durante el lavado y es difícil adaptarse a los requisitos de varios tejidos en cuanto a la velocidad de rotación del lavado. Los llamados “lavado fuerte”, “lavado débil”, “lavado suave” y otros procedimientos de lavado cambian solo para cambiar la duración de la rotación hacia adelante y hacia atrás, y para cuidar los requisitos de velocidad de rotación. durante el lavado, la velocidad de rotación durante la deshidratación suele ser baja, generalmente sólo de 400 rpm a 600 rpm.
(2) La eficiencia es muy baja.
La eficiencia es generalmente inferior al 30% y la corriente de arranque es muy grande, que puede alcanzar de 7 a 8 veces la corriente nominal. Es difícil adaptarse a las frecuentes condiciones de lavado hacia adelante y hacia atrás.
El motor en serie es un motor en serie de CC, que tiene las ventajas de un gran par de arranque, alta eficiencia, regulación de velocidad conveniente y buen rendimiento dinámico. Sin embargo, la desventaja del motor en serie es que la estructura es compleja, la corriente del rotor debe conmutarse mecánicamente a través del conmutador y la escobilla, y la fricción deslizante entre el conmutador y la escobilla es propensa a desgaste mecánico, ruido, chispas y interferencia electromagnética. Esto reduce la confiabilidad del motor y acorta su vida.
Las características del motor de reluctancia conmutada permiten conseguir buenos resultados cuando se aplica a lavadoras. El sistema de control de velocidad del motor de reluctancia del interruptor tiene un amplio rango de control de velocidad, lo que puede facilitar el "lavado" y
Todos los centrifugados funcionan a la velocidad óptima para verdaderos lavados estándar, lavados exprés, lavados suaves, lavados de terciopelo e incluso lavados de velocidad variable. También puedes elegir la velocidad de rotación a voluntad durante la deshidratación. También puedes aumentar la velocidad según algunos programas establecidos, para que la ropa pueda evitar vibraciones y ruidos causados por una distribución desigual durante el proceso de centrifugado. El excelente rendimiento de arranque del motor de reluctancia conmutada puede eliminar el impacto de la frecuente corriente de arranque directa e inversa del motor en la red eléctrica durante el proceso de lavado, haciendo que el lavado y la conmutación sean suaves y silenciosos. La alta eficiencia del sistema de regulación de velocidad del motor de reluctancia conmutada en todo el rango de regulación de velocidad puede reducir en gran medida el consumo de energía de la lavadora.
El motor de CC sin escobillas es de hecho un fuerte competidor del motor de reluctancia conmutada, pero las ventajas del motor de reluctancia conmutada son el bajo costo, la robustez, la ausencia de desmagnetización y un excelente rendimiento de arranque.
3.3 Vehículos eléctricos
Desde la década de 1980, debido a la creciente atención de la gente a las cuestiones ambientales y energéticas, los vehículos eléctricos se han convertido en un medio de transporte ideal debido a sus ventajas de cero emisiones, bajo nivel de ruido, amplias fuentes de energía y alta utilización de energía. Los vehículos eléctricos tienen los siguientes requisitos para el sistema de accionamiento del motor: alta eficiencia en toda el área operativa, alta densidad de potencia y densidad de par, amplio rango de velocidades de funcionamiento y el sistema es resistente al agua, a los golpes y a los impactos. En la actualidad, los principales sistemas de accionamiento de motores para vehículos eléctricos incluyen motores de inducción, motores de CC sin escobillas y motores de reluctancia conmutada.
El sistema de control de velocidad del motor de reluctancia conmutada tiene una serie de características de rendimiento y estructura que lo hacen muy adecuado para vehículos eléctricos. Tiene las siguientes ventajas en el ámbito de los vehículos eléctricos:
(1) El motor tiene una estructura simple y es adecuado para alta velocidad. La mayor parte de la pérdida del motor se concentra en el estator, que es fácil de enfriar y se puede convertir fácilmente en una estructura a prueba de explosiones refrigerada por agua, que básicamente no requiere mantenimiento.
(2) Se puede mantener una alta eficiencia en una amplia gama de potencia y velocidad, lo que es difícil de lograr para otros sistemas de propulsión. Esta característica es muy beneficiosa para mejorar la conducción de vehículos eléctricos.
(3) Es fácil realizar la operación de cuatro cuadrantes, obtener retroalimentación de regeneración de energía y mantener una fuerte capacidad de frenado en el área de operación de alta velocidad.
(4) La corriente de arranque del motor es pequeña, no hay impacto en la batería y el par de arranque es grande, lo que es adecuado para arranques con cargas pesadas.
(5) Tanto el motor como el convertidor de potencia son muy resistentes y confiables, adecuados para diversos entornos hostiles y de alta temperatura y tienen buena adaptabilidad.
En vista de las ventajas anteriores, existen muchas aplicaciones prácticas de motores de reluctancia conmutada en vehículos eléctricos, autobuses eléctricos y bicicletas eléctricas en el país y en el extranjero].
Debido a que el motor de reluctancia conmutada tiene las ventajas de una estructura simple, una corriente de arranque pequeña, un amplio rango de regulación de velocidad y una buena controlabilidad, tiene grandes ventajas de aplicación y amplias perspectivas de aplicación en los campos de las cepilladoras de pórtico, las lavadoras y los vehículos eléctricos. Hay muchas aplicaciones prácticas en los campos mencionados anteriormente. Aunque existe un cierto grado de aplicación en China, todavía está en sus inicios y su potencial aún no se ha aprovechado. Se cree que su aplicación en los campos antes mencionados será cada vez más amplia.
Hora de publicación: 18-jul-2022