Hệ thống điều khiển động cơ từ trở chuyển mạch (srd) bao gồm bốn phần: động cơ từ trở chuyển mạch (động cơ srm hoặc sr), bộ chuyển đổi nguồn, bộ điều khiển và máy dò. Sự phát triển nhanh chóng của một loại hệ thống truyền động điều khiển tốc độ mới được phát triển. Động cơ từ trở chuyển mạch là động cơ từ trở nổi kép, sử dụng nguyên lý từ trở tối thiểu để tạo ra mô-men xoắn từ trở. Do cấu trúc cực kỳ đơn giản và chắc chắn, phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng, hiệu suất điều chỉnh tốc độ tuyệt vời và tốc độ tương đối cao trong toàn bộ phạm vi điều chỉnh tốc độ. Hiệu suất cao và độ tin cậy của hệ thống cao khiến nó trở thành đối thủ cạnh tranh mạnh mẽ của hệ thống điều khiển tốc độ động cơ AC, hệ thống điều khiển tốc độ động cơ DC và hệ thống điều khiển tốc độ động cơ DC không chổi than. Động cơ từ trở chuyển mạch đã được sử dụng rộng rãi hoặc bắt đầu được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như truyền động xe điện, thiết bị gia dụng, công nghiệp tổng hợp, công nghiệp hàng không và hệ thống servo, bao gồm nhiều hệ thống truyền động tốc độ cao và thấp khác nhau với dải công suất từ 10w đến 5mw, cho thấy tiềm năng thị trường rất lớn.
2.1 Động cơ có kết cấu đơn giản, giá thành rẻ, phù hợp với tốc độ cao
Cấu trúc của động cơ từ trở chuyển mạch đơn giản hơn so với động cơ cảm ứng lồng sóc thường được coi là đơn giản nhất. Cuộn dây stato là cuộn dây tập trung, dễ nhúng, đầu ngắn và chắc chắn, vận hành đáng tin cậy. Môi trường rung động; Rôto chỉ được làm bằng các tấm thép silicon nên sẽ không xảy ra các vấn đề như đúc lồng sóc kém, gãy thanh khi sử dụng trong quá trình sản xuất động cơ cảm ứng lồng sóc. Rôto có độ bền cơ học cực cao và có thể hoạt động ở tốc độ cực cao. lên tới 100.000 vòng quay mỗi phút.
2.2 Mạch điện đơn giản và đáng tin cậy
Hướng mô-men xoắn của động cơ không liên quan gì đến hướng của dòng điện cuộn dây, nghĩa là chỉ cần dòng điện cuộn dây theo một hướng, các cuộn dây pha được nối giữa hai ống nguồn của mạch chính và sẽ có không có cánh tay cầu thẳng qua lỗi ngắn mạch. , Hệ thống có khả năng chịu lỗi mạnh và độ tin cậy cao, có thể áp dụng cho những dịp đặc biệt như hàng không vũ trụ.
2.3 Momen khởi động cao, dòng khởi động thấp
Sản phẩm của nhiều công ty có thể đạt được hiệu suất sau: khi dòng khởi động bằng 15% dòng định mức, mômen khởi động bằng 100% mômen định mức; khi dòng khởi động bằng 30% giá trị định mức, mômen khởi động có thể đạt 150% giá trị định mức. %. So với đặc tính khởi động của các hệ thống điều khiển tốc độ khác, chẳng hạn như động cơ DC có dòng khởi động 100%, đạt mô-men xoắn 100%; Động cơ cảm ứng lồng sóc có dòng khởi động 300%, đạt mômen xoắn 100%. Có thể thấy rằng động cơ từ trở chuyển mạch có hiệu suất khởi động mềm, tác động dòng điện nhỏ trong quá trình khởi động và độ nóng của động cơ và bộ điều khiển nhỏ hơn so với hoạt động định mức liên tục, vì vậy nó đặc biệt thích hợp cho các hoạt động chuyển đổi khởi động-dừng và chuyển tiếp ngược thường xuyên, chẳng hạn như máy bào, máy phay, máy cán đảo chiều trong ngành luyện kim, cưa bay, kéo cắt bay, v.v.
2.4 Phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng và hiệu quả cao
Hiệu suất vận hành cao tới 92% ở tốc độ định mức và tải định mức, đồng thời hiệu suất tổng thể được duy trì ở mức cao tới 80% trong tất cả các phạm vi tốc độ.
2.5 Có nhiều thông số có thể kiểm soát và hiệu suất điều chỉnh tốc độ tốt
Có ít nhất bốn thông số vận hành chính và phương pháp phổ biến để điều khiển động cơ từ trở chuyển mạch: góc bật pha, góc ngắt liên quan, biên độ dòng pha và điện áp cuộn dây pha. Có nhiều thông số có thể điều khiển được, nghĩa là việc điều khiển rất linh hoạt và thuận tiện. Các phương pháp điều khiển và giá trị tham số khác nhau có thể được sử dụng tùy theo yêu cầu vận hành của động cơ và các điều kiện của động cơ để làm cho nó chạy ở trạng thái tốt nhất và nó cũng có thể đạt được các chức năng khác nhau và các đường cong đặc tính cụ thể, chẳng hạn như tạo ra Động cơ có khả năng vận hành bốn góc phần tư (tiến, lùi, chuyển động và phanh) giống hệt nhau, với mô-men xoắn khởi động cao và đường cong công suất tải cho động cơ nối tiếp.
2.6 Nó có thể đáp ứng các yêu cầu đặc biệt khác nhau thông qua thiết kế thống nhất và phối hợp giữa máy và điện
Cấu trúc và hiệu suất vượt trội của động cơ từ trở chuyển mạch làm cho lĩnh vực ứng dụng của nó rất rộng rãi. Ba ứng dụng điển hình sau đây được phân tích.
3.1 Máy bào giàn
Máy bào giàn là một loại máy làm việc chính trong ngành gia công. Phương pháp làm việc của máy bào là bàn làm việc điều khiển phôi chuyển động qua lại. Khi di chuyển về phía trước, máy bào cố định trên khung sẽ bào phôi và khi di chuyển về phía sau, máy bào sẽ nâng phôi lên. Từ đó trở đi, bàn làm việc trở lại với một dòng trống. Chức năng của hệ thống truyền động chính của máy bào là dẫn động chuyển động tịnh tiến của bàn làm việc. Rõ ràng, hiệu suất của nó liên quan trực tiếp đến chất lượng xử lý và hiệu quả sản xuất của máy bào. Vì vậy, hệ thống truyền động bắt buộc phải có những đặc tính chính sau đây.
3.1.1 Các tính năng chính
(1) Nó phù hợp cho việc khởi động, phanh và quay tiến và lùi thường xuyên, không dưới 10 lần mỗi phút, và quá trình khởi động và phanh diễn ra suôn sẻ và nhanh chóng.
(2) Tỷ lệ chênh lệch tĩnh phải cao. Tốc độ động giảm từ không tải đến tải dao đột ngột không quá 3% và khả năng quá tải ngắn hạn rất mạnh.
(3) Phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng, phù hợp với nhu cầu di chuyển ngược tốc độ thấp, tốc độ trung bình và tốc độ cao.
(4) Độ ổn định trong công việc tốt và vị trí quay trở lại của chuyến đi khứ hồi là chính xác.
Hiện nay, hệ thống truyền động chính của máy bào giàn trong nước chủ yếu có dạng DC và dạng ly hợp động cơ điện từ không đồng bộ. Một số lượng lớn máy bào chủ yếu được điều khiển bởi các bộ DC đang trong tình trạng lão hóa nghiêm trọng, động cơ bị mòn nghiêm trọng, tia lửa trên chổi lớn ở tốc độ cao và tải nặng, thường xuyên xảy ra hỏng hóc và khối lượng công việc bảo trì lớn, ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động sản xuất bình thường. . Ngoài ra, hệ thống này không tránh khỏi nhược điểm là thiết bị lớn, tiêu thụ điện năng cao và độ ồn cao. Hệ thống ly hợp động cơ điện từ không đồng bộ dựa vào ly hợp điện từ để nhận biết chiều thuận và chiều ngược, độ mòn ly hợp nghiêm trọng, độ ổn định làm việc không tốt, điều chỉnh tốc độ không thuận tiện nên chỉ dùng cho máy bào nhẹ .
3.1.2 Sự cố với động cơ cảm ứng
Nếu sử dụng hệ thống truyền động điều chỉnh tốc độ biến tần của động cơ cảm ứng thì sẽ tồn tại các vấn đề sau:
(1) Đặc tính đầu ra mềm nên máy bào giàn không thể chịu đủ tải ở tốc độ thấp.
(2) Chênh lệch tĩnh lớn, chất lượng gia công thấp, phôi gia công có hoa văn, thậm chí dừng lại khi ăn dao.
(3) Mômen khởi động và phanh nhỏ, khởi động và phanh chậm, lỗi việt vị đỗ xe quá lớn.
(4) Động cơ nóng lên.
Các đặc tính của động cơ từ trở chuyển mạch đặc biệt thích hợp cho hoạt động khởi động, phanh và chuyển mạch thường xuyên. Dòng khởi động trong quá trình chuyển mạch nhỏ, mômen khởi động và mômen phanh có thể điều chỉnh được, do đó đảm bảo tốc độ phù hợp với yêu cầu của quy trình trong các phạm vi tốc độ khác nhau. đáp ứng. Động cơ từ trở chuyển mạch cũng có hệ số công suất cao. Dù là tốc độ cao hay thấp, không tải hay đầy tải, hệ số công suất của nó đều gần bằng 1, tốt hơn các hệ thống truyền động khác hiện đang được sử dụng trong máy bào giàn.
3.2 Máy giặt
Với sự phát triển của nền kinh tế và chất lượng cuộc sống của người dân không ngừng được cải thiện, nhu cầu về máy giặt thông minh và thân thiện với môi trường cũng ngày càng tăng. Là nguồn điện chính của máy giặt, hiệu suất của động cơ phải liên tục được cải thiện. Hiện nay trên thị trường trong nước có 2 loại máy giặt phổ biến là máy giặt lồng và máy giặt lồng giặt. Dù là loại máy giặt nào thì nguyên lý cơ bản là động cơ dẫn động bộ tạo xung hoặc trống quay, từ đó tạo ra dòng nước, sau đó dòng nước và lực do bộ tạo xung và trống tạo ra được dùng để giặt quần áo. . Hiệu suất của động cơ quyết định phần lớn đến hoạt động của máy giặt. Nghĩa là, trạng thái quyết định chất lượng giặt và sấy, cũng như mức độ tiếng ồn và độ rung.
Hiện nay, động cơ được sử dụng trong máy giặt tạo xung chủ yếu là động cơ cảm ứng một pha, một số ít sử dụng động cơ biến tần và động cơ DC không chổi than. Máy giặt trống chủ yếu dựa trên động cơ nối tiếp, ngoài ra còn có động cơ biến tần, động cơ DC không chổi than, động cơ chuyển mạch từ trở.
Nhược điểm của việc sử dụng động cơ cảm ứng một pha là rất rõ ràng như sau:
(1) không thể điều chỉnh tốc độ
Chỉ có một tốc độ quay trong quá trình giặt và rất khó để thích ứng với yêu cầu của các loại vải khác nhau về tốc độ quay của quá trình giặt. Cái gọi là “giặt mạnh”, “giặt yếu”, “giặt nhẹ nhàng” và các quy trình giặt khác chỉ thay đổi bởi Nó chỉ thay đổi thời gian quay thuận và quay ngược, đồng thời để đáp ứng các yêu cầu về tốc độ quay trong quá trình giặt, tốc độ quay trong quá trình khử nước thường thấp, thường chỉ từ 400 vòng/phút đến 600 vòng/phút.
(2) Hiệu quả rất thấp
Hiệu suất thường dưới 30% và dòng khởi động rất lớn, có thể đạt tới 7 đến 8 lần dòng định mức. Rất khó để thích ứng với điều kiện giặt tiến và lùi thường xuyên.
Động cơ nối tiếp là động cơ dòng DC, có ưu điểm là mômen khởi động lớn, hiệu suất cao, điều chỉnh tốc độ thuận tiện và hiệu suất động tốt. Tuy nhiên, nhược điểm của động cơ nối tiếp là cấu trúc phức tạp, dòng điện rôto cần được chuyển mạch cơ học thông qua cổ góp và chổi than, ma sát trượt giữa cổ góp và chổi than dễ bị mài mòn cơ học, tiếng ồn, tia lửa điện và nhiễu điện từ. Điều này làm giảm độ tin cậy của động cơ và rút ngắn tuổi thọ của nó.
Các đặc tính của động cơ từ trở chuyển mạch giúp có thể đạt được kết quả tốt khi áp dụng cho máy giặt. Hệ thống điều khiển tốc độ động cơ từ trở công tắc có phạm vi điều khiển tốc độ rộng, có thể thực hiện “rửa” và
Các vòng quay “ đều hoạt động ở tốc độ tối ưu để giặt tiêu chuẩn thực sự, giặt nhanh, giặt nhẹ nhàng, giặt nhung và thậm chí cả giặt tốc độ thay đổi. Bạn cũng có thể chọn tốc độ quay theo ý muốn trong quá trình khử nước. Bạn cũng có thể tăng tốc độ theo một số chương trình đã cài đặt để quần áo tránh bị rung, ồn do phân bố không đều trong quá trình vắt. Hiệu suất khởi động tuyệt vời của động cơ từ trở chuyển mạch có thể loại bỏ tác động của dòng khởi động thuận và ngược thường xuyên của động cơ lên lưới điện trong quá trình giặt, giúp quá trình giặt và chuyển mạch diễn ra suôn sẻ và không gây tiếng ồn. Hiệu suất cao của hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ từ trở chuyển mạch trong toàn bộ phạm vi điều chỉnh tốc độ có thể làm giảm đáng kể mức tiêu thụ điện năng của máy giặt.
Động cơ DC không chổi than thực sự là một đối thủ cạnh tranh mạnh mẽ với động cơ từ trở chuyển mạch, nhưng ưu điểm của động cơ từ trở chuyển mạch là chi phí thấp, bền bỉ, không khử từ và hiệu suất khởi động tuyệt vời.
3.3 Xe điện
Từ những năm 1980, do người dân ngày càng quan tâm đến các vấn đề môi trường và năng lượng, xe điện đã trở thành phương tiện giao thông lý tưởng nhờ ưu điểm không phát thải, tiếng ồn thấp, nguồn điện rộng và sử dụng năng lượng cao. Xe điện có các yêu cầu sau đối với hệ thống truyền động động cơ: hiệu suất cao trong toàn bộ khu vực vận hành, mật độ công suất và mật độ mô-men xoắn cao, dải tốc độ vận hành rộng và hệ thống có khả năng chống thấm nước, chống sốc và chống va đập. Hiện nay, hệ thống truyền động động cơ chủ đạo dành cho xe điện bao gồm động cơ cảm ứng, động cơ DC không chổi than và động cơ chuyển mạch từ trở.
Hệ thống điều khiển tốc độ động cơ từ trở chuyển mạch có một loạt các đặc điểm về hiệu suất và cấu trúc, khiến nó rất phù hợp cho xe điện. Nó có những ưu điểm sau trong lĩnh vực xe điện:
(1) Động cơ có cấu trúc đơn giản và phù hợp với tốc độ cao. Phần lớn tổn thất của động cơ tập trung vào stato, dễ làm mát và có thể dễ dàng chế tạo thành kết cấu chống cháy nổ làm mát bằng nước, về cơ bản không cần bảo trì.
(2) Hiệu suất cao có thể được duy trì ở phạm vi công suất và tốc độ rộng, điều mà các hệ thống truyền động khác khó đạt được. Tính năng này rất có lợi cho việc cải thiện quá trình lái xe điện.
(3) Dễ dàng thực hiện hoạt động ở bốn góc phần tư, nhận ra phản hồi tái tạo năng lượng và duy trì khả năng phanh mạnh mẽ trong khu vực vận hành tốc độ cao.
(4) Dòng khởi động của động cơ nhỏ, không ảnh hưởng đến ắc quy và mômen khởi động lớn, thích hợp cho việc khởi động với tải nặng.
(5) Cả động cơ và bộ chuyển đổi điện đều rất chắc chắn và đáng tin cậy, phù hợp với nhiều môi trường nhiệt độ cao và khắc nghiệt khác nhau, đồng thời có khả năng thích ứng tốt.
Với những ưu điểm trên, động cơ chuyển mạch từ trở có rất nhiều ứng dụng thực tế trong xe điện, xe buýt điện và xe đạp điện trong và ngoài nước].
Bởi vì động cơ từ trở chuyển mạch có ưu điểm về cấu trúc đơn giản, dòng khởi động nhỏ, phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng và khả năng điều khiển tốt nên nó có lợi thế ứng dụng lớn và triển vọng ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực máy bào, máy giặt và xe điện. Có rất nhiều ứng dụng thực tế trong các lĩnh vực nêu trên. Mặc dù có một mức độ ứng dụng nhất định ở Trung Quốc nhưng nó vẫn còn ở giai đoạn sơ khai và tiềm năng của nó vẫn chưa được hiện thực hóa. Người ta tin rằng ứng dụng của nó trong các lĩnh vực nêu trên sẽ ngày càng mở rộng.
Thời gian đăng: 18-07-2022