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. È stato 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 doppia 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 un intervallo di potenza da 10 W a 5 MW, mostrando enorme potenziale di mercato.
2.1 Il motore ha una struttura semplice, a basso costo ed è adatto all'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 solida e il funzionamento è affidabile. Ambiente vibrante; il rotore è costituito solo da lamiere di acciaio al silicio, quindi non ci saranno problemi come la scarsa fusione della gabbia di scoiattolo e le barre rotte durante l'uso durante il processo di produzione dei motori a induzione a gabbia di scoiattolo. Il rotore ha una resistenza meccanica estremamente elevata e può funzionare a velocità estremamente elevate. fino a 100.000 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 di avvolgimento, cioè è necessaria solo la corrente di avvolgimento in una direzione, gli avvolgimenti di fase sono collegati tra i due tubi di potenza del circuito principale e ci sarà nessun guasto diretto da cortocircuito sul braccio del ponte. , Il sistema ha una forte tolleranza agli errori e un'elevata affidabilità e può essere applicato a occasioni speciali come il settore aerospaziale.
2.3 Coppia di avviamento elevata, corrente di avviamento bassa
I prodotti di molte aziende possono raggiungere le seguenti prestazioni: quando la corrente di avviamento è il 15% della corrente nominale, la coppia di avviamento è il 100% della coppia nominale; quando la corrente di avviamento è pari al 30% del valore nominale, la coppia di avviamento può raggiungere il 150% del valore nominale. %. Rispetto alle caratteristiche di avviamento di altri sistemi di controllo della velocità, come un motore CC con corrente di avviamento del 100%, si ottiene una coppia del 100%; Il motore a induzione a gabbia di scoiattolo con corrente di avviamento del 300%, ottiene una coppia del 100%. Si può vedere che il motore a riluttanza commutata ha prestazioni di avvio graduale, l'impatto di corrente è piccolo 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 operazioni di avvio-arresto e commutazione avanti-indietro, come ad esempio piallatrici a portale, fresatrici, laminatoi reversibili nell'industria metallurgica, seghe volanti, cesoie volanti, ecc.
2.4 Ampio intervallo di regolazione della velocità ed alta efficienza
L'efficienza operativa arriva fino al 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 Esistono 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 accensione della fase, relativo angolo di interruzione, ampiezza della corrente di fase e tensione dell'avvolgimento di fase. Esistono molti parametri controllabili, il che significa che il controllo è flessibile e conveniente. È possibile utilizzare diversi metodi di controllo e valori dei parametri in base ai requisiti operativi del motore e alle condizioni del motore per farlo funzionare nello stato migliore e può anche ottenere varie funzioni e curve caratteristiche specifiche, come realizzare il i motori hanno la stessa identica capacità di funzionamento a quattro quadranti (avanti, retromarcia, motorizzazione e frenatura), con elevate curve di coppia di avviamento e capacità di carico per i motori di serie.
2.6 Può soddisfare vari requisiti speciali attraverso la progettazione unificata e coordinata di macchine ed elettricità
La struttura e le prestazioni superiori del motore a riluttanza commutata rendono il suo campo di applicazione molto ampio. Vengono analizzate le seguenti tre applicazioni tipiche.
3.1 Piallatrice a portale
La piallatrice a portale è una delle principali macchine da lavoro nel settore della lavorazione meccanica. Il metodo di lavoro della piallatrice prevede che il piano di lavoro faccia muovere il pezzo in lavorazione. 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, l'ambiente ritorna con una riga vuota. La funzione del sistema di azionamento principale della pialla è di azionare il movimento 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 azionamento deve avere le seguenti proprietà principali.
3.1.1 Caratteristiche principali
(1) È adatto per avviamenti, frenate e rotazioni frequenti in avanti e indietro, non meno di 10 volte al minuto, e il processo di avvio e frenata è fluido e veloce.
(2) Il tasso di differenza statica deve essere elevato. Il calo dinamico della velocità da assenza di carico a carico improvviso del coltello non è superiore al 3% e la capacità di sovraccarico a breve termine è elevata.
(3) L'intervallo di regolazione della velocità è ampio, adatto alle esigenze di planata a bassa e media velocità e di 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 a portale domestica ha principalmente la forma di unità CC e la forma di frizione elettromagnetica del motore asincrono. Un gran numero di piallatrici azionate principalmente da unità CC sono in uno stato di grave invecchiamento, il motore è gravemente usurato, le scintille sulle spazzole sono grandi ad alta velocità e con carichi pesanti, i guasti sono frequenti e il carico di lavoro di manutenzione è elevato, che incide direttamente sulla normale produzione. . Inoltre, questo sistema presenta inevitabilmente gli svantaggi di apparecchiature di grandi dimensioni, elevato consumo energetico e elevata rumorosità. Il sistema di frizione elettromagnetica del motore asincrono si basa sulla frizione elettromagnetica per realizzare le direzioni avanti e indietro, l'usura della frizione è grave, la stabilità di lavoro non è buona ed è scomodo regolare la velocità, quindi 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, esistono i seguenti problemi:
(1) Le caratteristiche di uscita sono morbide, in modo che la piallatrice a portale non possa trasportare un carico sufficiente a bassa velocità.
(2) La differenza statica è ampia, la qualità della lavorazione è bassa, il pezzo lavorato presenta dei motivi e si ferma anche quando il coltello viene mangiato.
(3) La coppia di avviamento e frenata è piccola, 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 ridotta e le coppie di avviamento e frenatura sono regolabili, garantendo così che la velocità sia coerente con i requisiti del processo in vari intervalli di velocità. incontra il. Anche il motore a riluttanza commutata ha un fattore di potenza elevato. Che si tratti di alta o bassa velocità, a vuoto o a 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. Essendo l'alimentazione principale della lavatrice, le prestazioni del motore devono essere continuamente migliorate. Attualmente, nel mercato interno esistono due tipi di lavatrici popolari: le lavatrici a pulsazione e quelle a tamburo. Non importa quale tipo di lavatrice, il principio di base è che il motore fa ruotare il pulsatore o il cestello, generando così il flusso d'acqua, quindi il flusso d'acqua e la forza generata dal pulsatore e dal cestello 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 nelle lavatrici a pulsazione 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 un motore di serie, oltre al motore a frequenza variabile, al motore CC senza spazzole e al 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
Esiste una sola velocità di rotazione durante il lavaggio ed è difficile adattarsi alle esigenze dei vari tessuti sulla velocità di rotazione del lavaggio. Il cosiddetto “lavaggio forte”, “lavaggio debole”, “lavaggio delicato” e altre procedure di lavaggio cambiano solo per modificare la durata della rotazione avanti e indietro e per soddisfare i requisiti di velocità di rotazione durante il lavaggio, la velocità di rotazione durante l'essiccazione è spesso bassa, generalmente solo da 400 a 600 giri al minuto.
(2) L'efficienza è molto bassa
L'efficienza è generalmente inferiore al 30% 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 all'indietro.
Il motore in serie è un motore in serie DC, che presenta i vantaggi di un'elevata coppia di avviamento, alta efficienza, comoda regolazione della velocità e buone prestazioni dinamiche. Tuttavia, lo svantaggio del motore in 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 accorcia 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 ampio intervallo di controllo della velocità, che può effettuare il "lavaggio" e
Le centrifughe “funzionano tutte alla velocità ottimale per veri lavaggi standard, lavaggi espressi, lavaggi delicati, lavaggi di velluto e persino lavaggi a velocità variabile. Puoi anche scegliere la velocità di rotazione a piacimento durante la disidratazione. È inoltre possibile aumentare la velocità secondo alcuni programmi impostati, in modo che i capi evitino vibrazioni e rumori causati da una distribuzione non uniforme durante il processo di centrifuga. Le eccellenti prestazioni di avviamento del motore a riluttanza commutata possono eliminare l'impatto della frequente corrente di avviamento avanti e inversa del motore sulla rete elettrica durante il processo di lavaggio, rendendo il lavaggio e la commutazione fluidi e silenziosi. L'elevata efficienza del sistema di regolazione della velocità del motore a riluttanza commutata nell'intero intervallo di regolazione della velocità può ridurre notevolmente il consumo energetico della lavatrice.
Il motore CC senza spazzole è infatti 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 energia e elevato utilizzo di 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 operativa e il sistema è impermeabile, resistente agli urti e agli urti. Attualmente, i principali sistemi di azionamento dei motori 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 presenta 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 all'alta velocità. La maggior parte delle perdite del motore si concentra 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) È possibile mantenere un'elevata efficienza in un'ampia gamma di potenza e velocità, cosa difficile da ottenere per altri sistemi di azionamento. Questa funzionalità è molto utile per migliorare il percorso di guida dei veicoli elettrici.
(3) È facile realizzare il funzionamento a quattro quadranti, realizzare il 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 ridotta, 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 nei veicoli elettrici, negli autobus elettrici e nelle biciclette elettriche in patria e all'estero].
Poiché il motore a riluttanza commutata presenta i vantaggi di una struttura semplice, una piccola corrente di avviamento, un ampio intervallo di regolazione della velocità e una buona controllabilità, presenta grandi vantaggi applicativi e ampie prospettive di applicazione nei campi delle pialle a portale, delle lavatrici e dei veicoli elettrici. Le applicazioni pratiche nei campi sopra menzionati sono molteplici. Sebbene esista un certo grado di applicazione in Cina, è ancora agli inizi e il suo potenziale non è stato ancora realizzato. Si ritiene che la sua applicazione nei campi sopra menzionati diventerà sempre più estesa.
Orario di pubblicazione: 18 luglio 2022