Silnik CC bez szczotek:
Termin silnik CC bez miotły jest stosowany do licznych konfiguracji silników synchronicznych prądu przemiennego, w których kontrola półprzewodnikowa jest używana do kontrolowania prądów stojana, takich jak maksymalny moment obrotowy, jest uzyskiwana z danej prędkości.
W konwencjonalnym silniku, mechaniczny stycznik, przełącznik, utrzymuje przemieszczenie stopni w temperaturze 90 ° między pola magnetyczne wirnika a stojanem, aby zapewnić wymagany moment obrotowy.
Teoretycznie funkcje stojana i wirnika maszyny można odwrócić, co umieszcza system pola na wirnik.
Nie ma żadnej korzyści do wygrania, jeśli używa się konwencjonalnego przełączania, ponieważ cięcia przełączników są ustalane, a bieg szczotki musi obracać się z prędkością pola wirnika.
Przełączanie na półprzewodnik przez tranzystory lub tyrystory, wywołane czujnikami położenia, może jednak zastąpić bieg szczotek całkowicie elektronicznym przełączaniem, dominując małymi maszynami przez cenną fabrykę kontrolną.
W tej metodzie każda faza uzwojenia stojana jest sekwencyjnie energetyczna przez tranzystor mocy (lub tyrystor) za pomocą sygnału czujnika położenia umieszczonego na wirniku.
Ze względu na podświetlenie pozycji wirnika tyristora / tranzystora, stojany i pola wirnika jest nadal w synchronizmie, ponieważ częstotliwość wyzwalacza automatycznie dostosowuje się do prędkości silnika. Długość czasów tranzystorów określa amplitudę momentu obrotowego silnika.
Zatem za pomocą obwodów elektronicznych miotłę bez miotły można sprawdzić pod kątem stałego i zmiennego działania momentu obrotowego.
Silniki CC bez miotły, choć są na ogół droższe dla tej samej uwagi KW, że brakuje i szczotkowane silniki mają pewne zalety w porównaniu z konwencjonalnymi silnikami.
Zalety CC bez silnika miotły:
- Wymagają niewielkiej lub żadnej konserwacji.
- Mają znacznie dłuższe życie operacyjne.
- Nie ma ryzyka wybuchu lub możliwości promieniowania RF z powodu łuku.
- Nie wytwarzają pędzla, cząstek ani nie przełączają gazu jako operacyjne produkty uboczne.
- Są w stanie obsługiwać poddawane w płynach, gazach palnych, a nawet mogą być szczelnie uszczelnione.
- Są na ogół bardziej skuteczne niż pędzel sług DC lub konwencjonalne silniki DC.
- Zapewniają one szybszą reakcję i dość liniowy moment wyjściowy w porównaniu z charakterystyką prądu wejściowego, który nadaje się do zastosowań serwoterskich.
Zasada diagramu i działającego silnika CC bez mioteł:
Schematyczny schemat silnika CC miotły pokazano na rysunku 8.82. Pokazuje także trzy fazy stojana (wzmocnienie) i wirnik ze wskazanymi osiami D i Q.
Stownik jest podłączony do zmiennego źródła prądu napięcia za pomocą indukcyjności i falownika, w tym sześciu SCR (S1 do S6). Zamiast SCR, tranzystor mocy lub FET może być używany zgodnie z mocą silnika.
Diody są połączone przez SCR, aby chronić je przed napięciem L (DI / DT) indukowanym w cewce wzmacniającej poddanej przełączaniu.
Czujniki położenia umieszczone na wirniku zapewniają sygnał do dekoderów czujników i sterowników siatki, które powodują sekwencję sekwencji w sekwencji, aby synchronizm z mechaniczną położeniem wirnika.
W ten sposób pola stojana i wirnika blokują się i pozostają w synchronizmie przy dowolnej prędkości wirnika.
Idealne prądy fazowe są impulsami ± I trwały w temperaturze 120 °, wybierz każdą połowę i przeniesione od siebie do fazy wybierania 120 ° do fazy, jak wskazano na rycinie 8.83. Rzeczywiste formy prądu różnią się od prostokątnych fal prądu idealnego przez wzrost i stopniowy spadek.
Taki falownik, w którym prąd płynie w postaci stałego impulsów prądu, jest znany jako prąd seriwoterowy (CSI).
Sekwencja fotografowania falownika, jak pokazano na ryc. 8.83, natychmiast wynika z form prądu fazowego. W przypadku tej sekwencji strzelania o 120 ° lub 60 ° SCR generowane są wybrane kody czujników rozmieszczonych przy użyciu czujników światła lub efektu Halla.
Rysunek 8.84 ilustruje przypadek odstępu 120 °, w którym czujniki wrażliwe na światło są reprezentowane przy 120 °, uzyskując światło ze stałego źródła światła.
Rotor przenosi płytę przełącznika z cięciem 180 °, dzięki czemu podczas pracy z wirnikiem czujniki światła otrzymują światło 180 ° i są ciemne dla 180 °. Czujniki wytwarzają logikę „1” podczas odbierania światła i logiki „0” podczas ciemności.
Łatwo zauważyć, że trzy czujniki (stałe) i krążka komunikacyjne (obrotowe z wirnikiem) wytwarzają sekwencję kodu czujnika, jak wskazano na rysunku 8.83, z których obwody elektroniczne generują impulsy wyzwalające, aby pociągnąć SCR w sekwencji, jak wskazano na rysunku.
Względną pozycję krążka komunikacyjnego można dostosować do biegunów wirnika (Oś ieWrt D i Q). W przypadku natychmiastowej pozycji wirnika (z ustalonymi płytami, jak wskazano), zauważamy, że kod czujnika po prostu wzrośnie z 101 do 100.
Faza „A” znajduje się w środku jego prądu, gdy prąd przechodzi z fazy B do C. W tym momencie pole stojanowe powstałe F̅1 jest zorientowane wzdłuż osi A, jak pokazano na ryc.
8.83 (pozytywny kierunek prądu motoryzacyjnego jest przeciwny dodatnim kierunku indukowanego FMF); Sprawdź fazę „A”, stosując prawą zasadę Fleminga. Północny biegun stojana jest zatem zorientowany wzdłuż osi A.
Ten biegun północny popycha północny wirnik, aby utworzyć moment obrotowy samochodowy (kąt między wirnikiem a stojanem N-PLES β). Na dysku przełącznika można wykonać znacznik indeksu, który zawsze wskazuje na stojan północny, podczas gdy pole stojanowe działa w synchronizmie z wirnikiem.
Wskaźnik ten wykonuje kąt γ z osą q wirnika (oś pod koniec 90 °). Oczywiście (β + γ) = 90∘. Kąt można dostosować, przesuwając płytę komunikacyjną na wale połączonym z biegunami wirnika.
Ciągły silnik prądu stałego magnesu przy użyciu czujników efektu pomieszczenia o odstępach wyborczy 60 ° pokazano na rysunku 8.85. Czujniki generują logikę 1 'po wystawieniu na Pole n i „0” w przeciwnym razie. Sekwencja kodu czujnika dla tego układu jest łatwo przeglądana i podano na rysunku 8.83.
Z H3 znajdującymi się wzdłuż osi A, wskazany kod czujnika do położenia wirnika wzrasta z 000 do 001, co oznacza, że prąd znajduje się w środku przewodnictwa dla fazy „A” i przechodzi od B do C. Zatem F1 jest skierowany wzdłuż osi A lub stojana n-biegin
γ = 0 (patrz ryc. 8.84). Silniki stałe magnetyczne są ogólnie dostosowywane do tej wartości γ (odpowiada to β = 90 °, lepiej do produkcji momentu obrotowego).
Schemat obwodu silnika CC bez szczotek:
Model obwodu Novotny-Abbas CSI odżywiony silnikami CC bez miotły jest rysowany na rysunku 8.86. (Zrównoważone) prądy wpływające do maszyny synchronicznej maszyny DC bez szczotek skonfigurowanych na rysunku 8.82 są prostokątnymi impulsami ACC, jak wskazano w falach z rysunku 8.83.
Prawdziwe prądy to nieco zaokrąglone impulsy. Nasza analiza będzie oparta na podstawowych prądach prądu prądu przemiennego, a prądy harmoniczne zostaną zignorowane. Produkują one pola przestrzennych harmonicznych powietrznych, które jako pole niestacjonarne pole wirnika wytwarza zerowy moment obrotowy netto.
Odejść
I1 = prąd napędzany przez falownik przez źródło DC
WIĘC
IM (bieżąca faza RMS = prąd podstawowy
= (√6 / π) i1; może być pokazane przez serię Fouriera
Na rycinie 8.86 (a) model maszyny synchronicznej jest zwykle charakteryzujący się synchroniczną reaktancją o prostej osi XD i wzbudzeniem EF EF, gdzie XD i EF różnią się bezpośrednio w zależności od prędkości regulującej częstotliwość operacyjną.
Amplituda EF jest oczywiście powiązana z prądem pola wirnika przez charakterystykę magnetyzacji. Odpowiedni schemat fazowy jest rysowany na rysunku 8.86 (b), gdzie IM, prąd fazowy, jest rysowany w V (napięcie wyjściowe Ca / napięcie zaciskowe maszyny synchronicznej) przez kąt φ. Obecna wiodąca operacja jest przeprowadzana, ponieważ przyczynia się do wyginięcia prądu w przełączaniu SCR.
Teraz utworzymy model AC CSI z warunkami:
- Iae = im
- Parametrem obwodu modelu jest rezystancja RAE.
- EGE i IAE są w fazie.
Warunki te zapewnią, że ta część modelu rzeczywiście reprezentuje równoważną maszynę CC.
Na rycinie 8.84 widzimy również, że kąt fazowy między I̅M = ̅AE i EF jest rzeczywiście kątem γ. Teraz asymilując moc przekonwertowaną przez fazę maszyny synchronicznej na moc równoważnego maszyny DC, którą mamy
Przełóż ten wynik na schemacie fazowym (ryc. 8.86 (b)), staje się jasne, że V i EGE są połączone przez fikcyjną reaktancję XE, jak wskazano w obwodzie z rysunku 8.86 (a). Teraz otrzymamy związek dla Teva i Rae. Zaniedbuj straty falownika
Wyobraź sobie zwarcie w EGE, to znaczy ege = 0, mamy
Ale
VR / i1 (SC) = rr; Wewnętrzna odporność na prostowników dostarczająca falownika
WIĘC
Charakterystyka silnika CC bez szczotek:
W odniesieniu do rysunku 8.84 (c)
Jak już pokazano w równaniu. (8121)
Ale EF można napisać jako
Lub
- ΦF = przepływ / biegun spowodowany samym aktem.
Zastępowanie wartości w równaniu. (8.124)
Lub
Z wyjątkiem efektu COS γ równanie to jest takie samo jak w konwencjonalnej maszynie DC.
Opracowana para jest podana przez
Za pomocą równania. (8 126), otrzymujemy
Jeśli charakterystyka magnetyzacji jest podobno liniowa
Następnie są równania prędkości i momentu obrotowego
W silniku synchronicznym, ponieważ prąd pola jest zmniejszony, jego PF staje się bardziej opóźniony. Ale w silniku CC bez szczotek (który jest synchronicznym silnikiem z sprzężeniem zwrotnym w pozycji wirnika), spadek prądu pola, jeśli powoduje wzrost prędkości zgodnie z równaniem.
(8 131) Jak w konwencjonalnym silniku CC. Można to jakościowo wyjaśnić następującym rozumowaniem. W odniesieniu do ryc. 8.86, jakby został zmniejszony, EF i tak eGe są zmniejszone i że RAE jest bardzo niski, powoduje to nieproporcjonalny wzrost IAE = IM.
Rezultatem jest przyspieszenie wirnika. Wzrost prędkości obrotowej licznika rotora zmniejsza EF i ten IM wzrasta wraz ze wzrostem spadku napięcia IMXD wraz ze wzrostem częstotliwości roboczej. Rezultatem jest regularna operacja z nową i większą prędkością do mniejszej ilości, a nawet późno.
Motor DC bez miotły PM:
Mały silnik prądu ciągłego PM to na ogół typy PM. W takim wirniku silnika MMF F2 pozostaje stały, a także kąt γ w tych maszynach jest ustawiony na zero, co oznacza, że F2 i F1 (MMF wzmocnienia) są przenoszone pod kątem 90 ° (lepszy dla rozwiniętego momentu obrotowego).
Ponadto odporność na uzwojenie fazy R1 nie jest nieistotna i dlatego należy ją dodać do RAE w modelu DC. Schemat fazowy dla γ = 0 jest rysowany na rycinie 8.87, na którym dokonywane są następujące obserwacje
- Xc = reaktancja pojemnościowa = xD (w amplitudzie).
- Kąt PF pozostaje w tyle.
Związek równań. (8 127) i (8.129) dla prędkości i momentu obrotowego zastosują z wyjątkiem równania. (8.124) teraz zmienia się jako
