Motor dersi: Anahtarlamalı relüktans motoru

1 Giriş

 

Anahtarlamalı relüktans motor sürücü sistemi (srd) dört bölümden oluşur: anahtarlamalı isteksizlik motoru (srm veya sr motor), güç dönüştürücü, kontrolör ve dedektör. Yeni tip hız kontrol tahrik sisteminin hızlı gelişimi geliştirildi. Anahtarlamalı isteksizlik motoru, isteksizlik torku oluşturmak için minimum isteksizlik ilkesini kullanan çift çıkıntılı bir isteksizlik motorudur. Son derece basit ve sağlam yapısı, geniş hız düzenleme aralığı, mükemmel hız düzenleme performansı ve tüm hız düzenleme aralığında nispeten yüksek hızı nedeniyle. Yüksek verimlilik ve yüksek sistem güvenilirliği, onu AC motor hız kontrol sistemi, DC motor hız kontrol sistemi ve fırçasız DC motor hız kontrol sisteminin güçlü bir rakibi haline getirir. Anahtarlamalı relüktans motorlar, elektrikli araç sürücüleri, ev aletleri, genel endüstri, havacılık endüstrisi ve servo sistemler gibi çeşitli alanlarda, 10w'dan 5mw'a kadar güç aralığında çeşitli yüksek ve düşük hızlı sürücü sistemlerini kapsayan, yaygın olarak kullanılmış veya kullanılmaya başlanmıştır. büyük pazar potansiyeli.

 

2 Yapı ve performans özellikleri

 

 

2.1 Motor basit bir yapıya sahiptir, düşük maliyetlidir ve yüksek hıza uygundur

Anahtarlamalı relüktans motorun yapısı, genellikle en basit olduğu düşünülen sincap kafesli endüksiyon motorunun yapısından daha basittir. Stator bobini, yerleştirilmesi kolay, ucu kısa ve sağlam ve çalışması güvenilir olan konsantre bir sargıdır. Titreşim ortamı; Rotor yalnızca silikon çelik saclardan yapıldığından, sincap kafesli asenkron motorların üretim prosesinde kullanımda kötü sincap kafesli döküm ve kırık çubuklar gibi sorunlar yaşanmayacaktır. Rotor son derece yüksek mekanik dayanıma sahiptir ve son derece yüksek hızlarda çalışabilir. Dakikada 100.000 devire kadar.

 

2.2 Basit ve güvenilir güç devresi

Motorun tork yönünün sargı akımının yönüyle hiçbir ilgisi yoktur, yani yalnızca tek yönde sargı akımı gereklidir, faz sargıları ana devrenin iki güç tüpü arasına bağlanır ve köprü kolunda düz kısa devre arızası yok. , Sistem güçlü hata toleransına ve yüksek güvenilirliğe sahiptir ve havacılık gibi özel durumlara uygulanabilir.

2.3 Yüksek başlangıç ​​torku, düşük başlangıç ​​akımı

Birçok şirketin ürünleri aşağıdaki performansa ulaşabilir: Başlangıç ​​akımı, nominal akımın %15'i olduğunda, başlangıç ​​torku, nominal torkun %100'üdür; Başlangıç ​​akımı nominal değerin %30'u olduğunda, başlangıç ​​torku nominal değerin %150'sine ulaşabilir. %. %100 başlatma akımına sahip DC motor gibi diğer hız kontrol sistemlerinin başlatma özellikleriyle karşılaştırıldığında %100 tork elde edilir; %300 başlangıç ​​akımına sahip sincap kafesli endüksiyon motoru, %100 tork elde eder. Anahtarlamalı isteksizlik motorunun yumuşak başlangıç ​​performansına sahip olduğu, başlangıç ​​işlemi sırasında akım etkisinin küçük olduğu ve motor ve kontrolörün ısınmasının sürekli nominal çalışmadan daha küçük olduğu görülebilir; bu nedenle özellikle aşağıdakiler için uygundur: portal planya makineleri, freze makineleri, metalurji endüstrisindeki ters çevrilebilir haddehaneler, uçan testereler, uçan makaslar vb. gibi sık başlatma-durdurma ve ileri-geri anahtarlama işlemleri.

 

2.4 Geniş hız düzenleme aralığı ve yüksek verimlilik

Nominal hız ve nominal yükte çalışma verimliliği %92 kadar yüksektir ve genel verimlilik tüm hız aralıklarında %80 kadar yüksek tutulur.

2.5 Kontrol edilebilir birçok parametre ve iyi hız düzenleme performansı vardır

Anahtarlamalı relüktans motorlarını kontrol etmek için en az dört ana çalışma parametresi ve yaygın yöntem vardır: faz açma açısı, ilgili kopma açısı, faz akımı genliği ve faz sargı voltajı. Kontrol edilebilir birçok parametre vardır, bu da kontrolün esnek ve kullanışlı olduğu anlamına gelir. Motorun çalışma gereksinimlerine ve motorun en iyi durumda çalışmasını sağlamak için koşullarına göre farklı kontrol yöntemleri ve parametre değerleri kullanılabilir ve aynı zamanda çeşitli fonksiyonlara ve Özel karakteristik eğrilere de ulaşılabilir. motor, seri motorlar için yüksek başlatma torku ve yük kapasitesi eğrileriyle tamamen aynı dört bölgeli çalışma (ileri, geri, motor çalıştırma ve frenleme) kapasitesine sahiptir.

2.6 Makine ve elektriğin birleşik ve koordineli tasarımı yoluyla çeşitli özel gereksinimleri karşılayabilir

 

3 Tipik uygulamalar

 

Anahtarlamalı relüktans motorun üstün yapısı ve performansı, uygulama alanını oldukça geniş kılmaktadır. Aşağıdaki üç tipik uygulama analiz edilmiştir.

 

3.1 Portal planya makinesi

Portal planya, işleme endüstrisinde ana çalışma makinesidir. Planya makinesinin çalışma yöntemi, çalışma tezgahının iş parçasını ileri geri hareket edecek şekilde hareket ettirmesidir. İleriye doğru hareket ettiğinde, çerçeveye sabitlenmiş planya iş parçasını planlar ve geriye doğru hareket ettiğinde planya iş parçasını kaldırır. O andan itibaren çalışma tezgahı boş bir satırla geri döner. Planya makinesinin ana tahrik sisteminin işlevi, çalışma tezgahının ileri geri hareketini sağlamaktır. Açıkçası, performansı doğrudan planya makinesinin işleme kalitesi ve üretim verimliliği ile ilgilidir. Bu nedenle tahrik sisteminin aşağıdaki ana özelliklere sahip olması gerekmektedir.

 

3.1.1 Ana Özellikler

(1) Dakikada en az 10 kez sık çalıştırma, frenleme ve ileri ve geri dönüş için uygundur ve çalıştırma ve frenleme işlemi sorunsuz ve hızlıdır.

 

(2) Statik fark oranının yüksek olması gerekir. Yüksüz durumdan ani bıçak yüklemesine kadar dinamik hız düşüşü %3'ten fazla değildir ve kısa süreli aşırı yük kapasitesi güçlüdür.

 

(3) Hız düzenleme aralığı geniş olup, düşük hızlı, orta hızlı planlama ve yüksek hızlı ters hareket ihtiyaçlarına uygundur.

(4) Çalışma stabilitesi iyidir ve gidiş-dönüş dönüş konumu doğrudur.

Şu anda, ev tipi portal planya makinesinin ana tahrik sistemi esas olarak DC ünitesi ve asenkron motor-elektromanyetik kavrama şeklindedir. Esas olarak DC üniteleri tarafından tahrik edilen çok sayıda planya makinesi ciddi yaşlanma durumundadır, motor ciddi şekilde aşınmıştır, yüksek hızda ve ağır yükte fırçalardaki kıvılcımlar büyüktür, arıza sıktır ve bakım iş yükü büyüktür, Bu da normal üretimi doğrudan etkiler. . Ayrıca bu sistemin büyük ekipman, yüksek güç tüketimi ve yüksek gürültü gibi dezavantajları da kaçınılmazdır. Asenkron motor-elektromanyetik kavrama sistemi, ileri ve geri yönleri gerçekleştirmek için elektromanyetik kavramaya dayanır, kavrama aşınması ciddidir, çalışma stabilitesi iyi değildir ve hızı ayarlamak sakıncalıdır, bu nedenle yalnızca hafif planyalar için kullanılır .

3.1.2 Asenkron Motorlarla İlgili Sorunlar

Asenkron motor değişken frekanslı hız regülasyonlu tahrik sistemi kullanılırsa aşağıdaki sorunlar ortaya çıkar:

(1) Çıkış özellikleri yumuşak olduğundan portal planya düşük hızda yeterli yükü taşıyamaz.

(2) Statik fark büyüktür, işleme kalitesi düşüktür, işlenen iş parçasında desenler vardır ve bıçak yenildiğinde bile durur.

(3) Başlangıç ​​ve frenleme torku küçük, başlangıç ​​ve frenleme yavaş ve park ofsaytı çok büyük.

(4) Motor ısınıyor.

Anahtarlamalı relüktans motorun özellikleri özellikle sık çalıştırma, frenleme ve değiştirme işlemleri için uygundur. Komutasyon işlemi sırasında başlatma akımı küçüktür ve başlatma ve frenleme torkları ayarlanabilir, böylece hızın çeşitli hız aralıklarında proses gereksinimleriyle tutarlı olması sağlanır. karşılar. Anahtarlamalı relüktans motoru aynı zamanda yüksek bir güç faktörüne sahiptir. Yüksek veya düşük hız, yüksüz veya tam yük olsun, güç faktörü 1'e yakındır ve bu da şu anda portal planyalarda kullanılan diğer iletim sistemlerinden daha iyidir.

 

3.2 Çamaşır makinesi

Ekonominin gelişmesi ve insanların yaşam kalitesinin sürekli iyileştirilmesiyle birlikte çevre dostu ve akıllı çamaşır makinelerine olan talep de artıyor. Çamaşır makinesinin ana gücü olan motorun performansının sürekli iyileştirilmesi gerekmektedir. Şu anda iç piyasada iki tür popüler çamaşır makinesi bulunmaktadır: pulsatörlü ve tamburlu çamaşır makineleri. Hangi tür çamaşır makinesi olursa olsun, temel prensip, motorun pulsatörü veya tamburu döndürmek için tahrik etmesi, böylece su akışı oluşturması ve daha sonra su akışı ve pulsatör ve tambur tarafından üretilen kuvvetin çamaşırları yıkamak için kullanılmasıdır. . Motorun performansı çamaşır makinesinin çalışmasını büyük ölçüde belirler. Yani durum, yıkama ve kurutma kalitesinin yanı sıra gürültü ve titreşimin boyutunu da belirler.

Şu anda pulsatörlü çamaşır makinesinde kullanılan motorlar çoğunlukla tek fazlı endüksiyon motorlarıdır ve birkaçı frekans dönüşüm motorları ve fırçasız DC motorları kullanır. Tamburlu çamaşır makinesi, değişken frekanslı motora, fırçasız DC motora, anahtarlamalı relüktans motora ek olarak esas olarak seri motora dayanmaktadır.

Tek fazlı asenkron motor kullanmanın dezavantajları çok açıktır:

(1) hızı ayarlayamıyorum

Yıkama sırasında tek bir dönüş hızı vardır ve çeşitli kumaşların yıkama dönüş hızı gereksinimlerine uyum sağlamak zordur. "Güçlü yıkama", "zayıf yıkama", "hassas yıkama" olarak adlandırılan yıkama prosedürleri ve diğer yıkama prosedürleri yalnızca ileri ve geri dönüş süresini değiştirmek ve dönüş hızı gereksinimlerini karşılamak amacıyla değişir. yıkama sırasında, dehidrasyon sırasındaki dönüş hızı genellikle düşüktür, genellikle yalnızca 400 rpm ila 600 rpm arasındadır.

 

(2) Verimlilik çok düşük

Verimlilik genellikle %30'un altındadır ve başlangıç ​​akımı çok büyüktür, bu da nominal akımın 7 ila 8 katına ulaşabilir. Sık ileri ve geri yıkama şartlarına uyum sağlamak zordur.

Seri motor, büyük başlangıç ​​torku, yüksek verimlilik, uygun hız ayarı ve iyi dinamik performans avantajlarına sahip bir DC serisi motordur. Ancak seri motorun dezavantajı, yapının karmaşık olması, rotor akımının komütatör ve fırça aracılığıyla mekanik olarak değiştirilmesinin gerekmesi ve komütatör ile fırça arasındaki kayma sürtünmesinin mekanik aşınmaya, gürültüye, kıvılcımlara ve elektromanyetik girişim. Bu, motorun güvenilirliğini azaltır ve ömrünü kısaltır.

Anahtarlamalı relüktans motorunun özellikleri, çamaşır makinelerine uygulandığında iyi sonuçlar elde edilmesini mümkün kılar. Anahtar relüktans motor hız kontrol sistemi, “yıkama” yapabilen ve geniş bir hız kontrol aralığına sahiptir.

Döndürmelerin tümü, gerçek standart yıkamalar, ekspres yıkamalar, hassas yıkamalar, kadife yıkamalar ve hatta değişken hızlı yıkamalar için optimum hızda çalışır. Ayrıca dehidrasyon sırasında dönüş hızını istediğiniz gibi seçebilirsiniz. Ayrıca bazı ayarlı programlara göre hızı artırabilirsiniz, böylece çamaşırların sıkma işlemi sırasında eşit olmayan dağılımdan kaynaklanan titreşim ve gürültüyü önlemesi sağlanır. Anahtarlamalı relüktans motorun mükemmel başlatma performansı, yıkama işlemi sırasında motorun sık sık ileri ve geri başlatma akımının elektrik şebekesi üzerindeki etkisini ortadan kaldırabilir, yıkama ve değiştirme işlemini sorunsuz ve gürültüsüz hale getirebilir. Anahtarlamalı relüktans motor hız düzenleme sisteminin tüm hız düzenleme aralığındaki yüksek verimliliği, çamaşır makinesinin güç tüketimini büyük ölçüde azaltabilir.

Fırçasız DC motor aslında anahtarlamalı relüktans motora güçlü bir rakiptir, ancak anahtarlamalı relüktans motorun avantajları düşük maliyet, sağlamlık, manyetikliği gidermenin olmaması ve mükemmel başlatma performansıdır.

 

3.3 Elektrikli Araçlar

1980'li yıllardan itibaren insanların çevre ve enerji konularına artan ilgileri nedeniyle elektrikli araçlar, sıfır emisyon, düşük gürültü, geniş güç kaynakları ve yüksek enerji kullanımı avantajları nedeniyle ideal bir ulaşım aracı haline gelmiştir. Elektrikli araçların motor tahrik sistemi için aşağıdaki gereksinimleri vardır: tüm çalışma alanında yüksek verimlilik, yüksek güç yoğunluğu ve tork yoğunluğu, geniş çalışma hızı aralığı ve sistemin su geçirmez, darbeye dayanıklı ve darbeye dayanıklı olması. Şu anda elektrikli araçlara yönelik ana akım motor tahrik sistemleri arasında endüksiyon motorları, fırçasız DC motorlar ve anahtarlamalı relüktans motorlar bulunmaktadır.

 

Anahtarlamalı relüktans motor hız kontrol sistemi, performans ve yapı açısından onu elektrikli araçlar için çok uygun kılan bir dizi özelliğe sahiptir. Elektrikli araçlar alanında aşağıdaki avantajlara sahiptir:

(1) Motor basit bir yapıya sahiptir ve yüksek hıza uygundur. Motor kaybının büyük kısmı, soğutulması kolay olan ve kolayca su soğutmalı, patlamaya dayanıklı, temelde bakım gerektirmeyen bir yapıya dönüştürülebilen stator üzerinde yoğunlaşmıştır.

(2) Diğer tahrik sistemlerinin başarması zor olan geniş bir güç ve hız aralığında yüksek verimlilik korunabilir. Bu özellik elektrikli araçların sürüş rotasını iyileştirmek için oldukça faydalıdır.

(3) Dört bölgeli çalışmayı gerçekleştirmek, enerji rejenerasyonu geri bildirimini gerçekleştirmek ve yüksek hızlı çalışma alanında güçlü frenleme yeteneğini korumak kolaydır.

(4) Motorun başlangıç ​​akımı küçüktür, akü üzerinde herhangi bir etkisi yoktur ve başlangıç ​​torku büyüktür, bu da ağır yükte çalıştırma için uygundur.

(5) Hem motor hem de güç dönüştürücü çok sağlam ve güvenilirdir, çeşitli zorlu ve yüksek sıcaklık ortamlarına uygundur ve iyi uyarlanabilirliğe sahiptir.

Yukarıdaki avantajlar göz önüne alındığında, anahtarlamalı relüktans motorların elektrikli araçlarda, elektrikli otobüslerde ve elektrikli bisikletlerde yurt içinde ve yurt dışında birçok pratik uygulaması bulunmaktadır.

 

4 Sonuç

 

Anahtarlamalı relüktans motor, basit yapı, küçük başlatma akımı, geniş hız düzenleme aralığı ve iyi kontrol edilebilirlik avantajlarına sahip olduğundan, portal planya makineleri, çamaşır makineleri ve elektrikli araçlar alanlarında büyük uygulama avantajlarına ve geniş uygulama beklentilerine sahiptir. Yukarıda belirtilen alanlarda pek çok pratik uygulama bulunmaktadır. Her ne kadar Çin'de belli bir düzeyde uygulama bulunsa da henüz başlangıç ​​aşamasındadır ve potansiyeli henüz gerçekleşmemiştir. Yukarıda belirtilen alanlardaki uygulamasının giderek daha yaygın hale geleceğine inanılmaktadır.


Gönderim zamanı: Temmuz-18-2022