Dünyada enerji istehlakının təxminən yarısı mühərriklər tərəfindən istehlak edilir, buna görə də mühərriklərin yüksək səmərəliliyi dünyanın enerji problemlərinin həlli üçün ən təsirli tədbir adlanır.
Ümumiyyətlə, bu, maqnit sahəsində axan cərəyanın yaratdığı qüvvənin fırlanma hərəkətinə çevrilməsinə aiddir və geniş mənada xətti hərəkəti də əhatə edir.Mühərrik tərəfindən idarə olunan enerji təchizatı növünə görə onu DC mühərriki və AC mühərrikinə bölmək olar.Mühərrikin fırlanma prinsipinə görə, onu təxminən aşağıdakı kateqoriyalara bölmək olar.(xüsusi mühərriklər istisna olmaqla)
AC AC motor Fırçalanmış motor: Geniş istifadə olunan fırçalanmış motor ümumiyyətlə DC motor adlanır."Fırça" (stator tərəfi) və "kommutator" (armatur tərəfi) adlanan elektrod cərəyanı dəyişdirmək üçün ardıcıl olaraq əlaqələnir və bununla da fırlanan hərəkəti yerinə yetirir.Fırçasız DC motor: Fırçalara və kommutatorlara ehtiyac yoxdur, lakin cərəyanı dəyişdirmək və fırlanmanı həyata keçirmək üçün tranzistorlar kimi keçid funksiyalarından istifadə edir.Step motor: Bu motor impuls gücü ilə sinxron işləyir, buna görə də impuls motoru adlanır.Onun xarakterik xüsusiyyəti, dəqiq yerləşdirmə əməliyyatını asanlıqla həyata keçirə bilməsidir.Asinxron mühərrik: Alternativ cərəyan statoru fırlanan maqnit sahəsi yaratmağa məcbur edir ki, bu da rotoru induksiya cərəyanı istehsal edir və onun qarşılıqlı təsiri altında fırlanır.AC (alternativ cərəyan) mühərriki Sinxron mühərrik: dəyişən cərəyan fırlanan maqnit sahəsi yaradır və maqnit dirəkləri olan rotor cazibə səbəbindən fırlanır.Fırlanma sürəti güc tezliyi ilə sinxronlaşdırılır.
Cərəyan, maqnit sahəsi və qüvvə haqqında Hər şeydən əvvəl mühərrik prinsipinin aşağıdakı izahatını asanlaşdırmaq üçün cərəyan, maqnit sahəsi və qüvvə haqqında əsas qanunları/qaydaları nəzərdən keçirək.Nostalji hissi olsa da, maqnit komponentlərindən tez-tez istifadə etməsəniz, bu bilikləri unutmaq asandır.
Motor necə fırlanır?1) motor maqnit və maqnit qüvvəsinin köməyi ilə fırlanır.Fırlanan vallı daimi maqnitin ətrafında ① maqniti fırladın (fırlanan maqnit sahəsi yaratmaq üçün), ② N qütbünün və S qütbünün müxtəlif qütblərinin cəlb etməsi və eyni səviyyənin itməsi prinsipinə uyğun olaraq, ③ maqniti bir fırlanan mil fırlanacaq.
Naqildə axan cərəyan onun ətrafında fırlanan maqnit sahəsinə (maqnit qüvvəsi) səbəb olur ki, maqnit fırlanır, əslində bununla eyni fəaliyyət vəziyyətidir.
Bundan əlavə, naqil sarğıya sarıldığında, maqnit qüvvəsi sintez olunur, böyük bir maqnit sahəsi axını (maqnit axını) əmələ gətirir, nəticədə N-qütbü və S-qütbü yaranır.Bundan əlavə, dəmir nüvəni bobinşəkilli keçiriciyə daxil etməklə, maqnit sahəsi xətlərinin keçməsi asanlaşır və daha güclü maqnit qüvvəsi yarada bilər.2) Faktiki fırlanan mühərrik Burada, fırlanan elektrik maşınının praktiki üsulu kimi, üç fazalı AC və bobin istifadə edərək fırlanan maqnit sahəsinin istehsalı üsulu tətbiq edilir.(Üç fazalı AC faza intervalı 120 olan AC siqnaldır.) Dəmir nüvənin ətrafına sarılmış sarğılar üç fazaya bölünür və U fazalı sarğılar, V fazalı sarğılar və W fazalı rulonlar 120 faza intervalı ilə düzülür. 120. Yüksək gərginlikli sarğılar N dirəkləri, aşağı gərginlikli sarğılar isə S dirəklərini yaradır.Hər bir faza sinus dalğasına görə dəyişir, buna görə də hər bir bobin və onun maqnit sahəsinin (maqnit qüvvəsi) yaratdığı polarite (N qütbü, S qütbü) dəyişəcək.Bu zaman sadəcə N qütb yaradan rulonlara baxın və onları U fazalı sarğı →V fazalı sarğı →W fazalı sarğı →U fazalı sarğı sırası ilə dəyişdirin, beləliklə fırlanır.Kiçik mühərrikin strukturu Aşağıdakı şəkildə pilləli mühərrik, fırçalı DC mühərrik və fırçasız DC mühərrikin ümumi quruluşu və müqayisəsi göstərilir.Bu mühərriklərin əsas komponentləri əsasən rulonlar, maqnitlər və rotorlardır.Bundan əlavə, müxtəlif növlərə görə, onlar rulon sabit tip və maqnit sabit tipə bölünür.
Burada fırça DC mühərrikinin maqniti xaricdən sabitlənmişdir və bobin içəridə fırlanır.Fırça və kommutator bobinə enerji vermək və cari istiqaməti dəyişdirmək üçün məsuliyyət daşıyır.Burada fırçasız mühərrikin rulonu xaricdən bərkidilir və maqnit içəridə fırlanır.Mühərriklərin müxtəlif növlərinə görə, əsas komponentlər eyni olsa belə, onların strukturları fərqlidir.Hər hissədə ətraflı izah ediləcək.Fırçalı motor Fırça motorunun strukturu Aşağıda modeldə tez-tez istifadə olunan fırçalanmış DC mühərrikinin görünüşü və adi iki qütblü (iki maqnit) üç yuvalı (üç sarğı) mühərrikin partlamış sxematik diaqramı verilmişdir.Bəlkə də bir çox insanın motoru sökmək və maqniti çıxarmaq təcrübəsi var.Fırçanın DC mühərrikinin daimi maqnitinin sabit olduğu və fırçanın DC mühərrikinin bobininin daxili mərkəz ətrafında dönə biləcəyini görmək olar.Sabit tərəf "stator", fırlanan tərəf isə "rotor" adlanır.
Fırça motorunun fırlanma prinsipi ① Başlanğıc vəziyyətindən saat əqrəbinin əksi istiqamətində döndərin Bobin A yuxarıdadır, enerji təchizatını fırçaya birləşdirir və sol tərəfi (+) və sağ tərəfi (-) olsun.Sol fırçadan kommutator vasitəsilə A bobinə böyük bir cərəyan axır.Bu, A bobinin yuxarı hissəsinin (xarici) S qütbünə çevrildiyi bir quruluşdur.A bobininin cərəyanının 1/2 hissəsi sol fırçadan B bobininə və C bobinə A bobinə əks istiqamətdə axdığı üçün B bobininin və C bobinin xarici tərəfləri zəif N qütblərinə çevrilir (şəkildə bir qədər kiçik hərflərlə işarələnir). rəqəm).Bu rulonlarda yaranan maqnit sahəsi və maqnitlərin itələnməsi və cazibəsi rulonları saat əqrəbinin əksinə fırlamağa məcbur edir.② daha da saat əqrəbinin əksinə fırlanma.Sonra, sağ fırçanın A bobininin saat yönünün əksinə 30 dərəcə döndüyü vəziyyətdə iki kommutatorla təmasda olduğu qəbul edilir.Bobin A cərəyanı davamlı olaraq sol fırçadan sağ fırçaya axır və bobinin xarici tərəfi S qütbünü saxlayır.A sarğısı ilə eyni cərəyan B bobinindən keçir və B bobininin xarici tərəfi daha güclü N-qütbünə çevrilir.C bobinin hər iki ucu fırçalar tərəfindən qısa qapandığından, cərəyan keçmir və heç bir maqnit sahəsi yaranmır.Hətta bu halda o, saat yönünün əksinə fırlanma qüvvəsinə məruz qalacaq.③-dən ④-ə qədər yuxarı rulon davamlı olaraq sola hərəkət edən qüvvəni alır və aşağı sarğı davamlı olaraq sağa hərəkət edən qüvvəni alır və saat yönünün əksinə fırlanmağa davam edir.Bobin hər 30 dərəcədən bir ③ və ④ fırlananda, bobin mərkəzi üfüqi oxun üstündə yerləşdikdə, rulonun xarici tərəfi S qütbünə çevrilir;Bobin aşağıda yerləşdikdə, N qütbü olur və bu hərəkət təkrarlanır.Başqa sözlə desək, yuxarı sarğı dəfələrlə sola, aşağı sarğı isə dəfələrlə sağa (hər ikisi saat yönünün əksinə) hərəkət edən qüvvəyə məruz qalır.Bu, rotorun həmişə saat yönünün əksinə dönməsinə səbəb olur.Enerji təchizatı əks sol fırçaya (-) və sağ fırçaya (+) qoşulduqda, rulonda əks istiqamətli bir maqnit sahəsi yaranacaq, buna görə də bobinə tətbiq olunan qüvvənin istiqaməti də əksinədir, saat yönünün əksinə çevrilir. .Bundan əlavə, enerji təchizatı kəsildikdə, fırça motorunun rotoru fırlanmağı dayandıracaq, çünki onun fırlanmasını saxlamaq üçün maqnit sahəsi yoxdur.Üç fazalı tam dalğalı fırçasız motor Üç fazalı tam dalğalı fırçasız motorun görünüşü və quruluşu
Daxili struktur diaqramı və üç fazalı tam dalğalı fırçasız mühərrikin bobin bağlantısının ekvivalent sxemi Sonrakı daxili strukturun sxematik diaqramı və bobin bağlantısının ekvivalent dövrə diaqramıdır.Daxili struktur diaqramı 2 qütblü (2 maqnit) 3 yuvalı (3 rulon) mühərrikin sadə nümunəsidir.Eyni sayda dirək və yuvaya malik olan fırça motor quruluşuna bənzəyir, lakin rulon tərəfi sabitdir və maqnit dönə bilər.Əlbəttə ki, fırça yoxdur.Bu halda, bobin Y-əlaqə metodunu qəbul edir və yarımkeçirici element bobinə cərəyan vermək üçün istifadə olunur və cərəyanın daxil olması və çıxması fırlanan maqnitin vəziyyətinə uyğun olaraq idarə olunur.Bu nümunədə maqnitin mövqeyini aşkar etmək üçün Hall elementi istifadə olunur.Hall elementi rulonlar arasında yerləşdirilir və maqnit sahəsinin gücünə uyğun olaraq yaranan gərginliyi aşkar edir və mövqe məlumatı kimi istifadə edir.Daha əvvəl verilmiş FDD mili mühərrikinin təsvirində, mövqeyi aşkar etmək üçün bobin və rulon arasında Hall elementinin (bobin üstündə) olduğunu da görmək olar.Hall elementi tanınmış maqnit sensordur.Maqnit sahəsinin böyüklüyü gərginliyin böyüklüyünə çevrilə bilər və maqnit sahəsinin istiqaməti müsbət və mənfi ilə təmsil oluna bilər.
Üç fazalı tam dalğalı fırçasız mühərrikin fırlanma prinsipi Sonra, fırçasız mühərrikin fırlanma prinsipi ① ~ ⑥ addımlarına uyğun olaraq izah ediləcək.Asan başa düşmək üçün burada daimi maqnit dairəvidən düzbucaqlıya qədər sadələşdirilmişdir.① Üç fazalı rulonda, rulon 1 saatın 12 istiqamətində sabitlənsin, rulon 2 saatın 4 istiqamətində sabitlənsin və bobin 3 8-də sabitlənsin. saatın saat istiqaməti.2 qütblü daimi maqnitin N qütbü solda, S qütbü sağda olsun və fırlana bilir.Bobin xaricində S-qütblü maqnit sahəsi yaratmaq üçün 1-ci bobdə cərəyan Io axır.Io/2 cərəyanı rulondan 2 və bobindən 3 axır ki, bobin xaricində N-qütblü maqnit sahəsi yaranır.Bobin 2 və sarğı 3-ün maqnit sahələri vektor sintez edildikdə, aşağıya doğru N-qütblü bir maqnit sahəsi yaranır ki, bu da cari Io bir bobindən keçdikdə və maqnit sahəsinə əlavə edildikdə yaranan maqnit sahəsinin ölçüsündən 0,5 dəfə böyükdür. bobin sahəsi 1, 1,5 dəfə olur.Bu, daimi maqnitlə müqayisədə 90 bucağı olan kompozit maqnit sahəsi yaradacaq, beləliklə, maksimum fırlanma momenti yaradıla bilər və daimi maqnit saat yönünün əksinə fırlanır.Bobinin 2 cərəyanı azaldıqda və bobin 3 cərəyanı fırlanma vəziyyətinə uyğun olaraq artırıldıqda, yaranan maqnit sahəsi də saat əqrəbi istiqamətində fırlanır və daimi maqnit də fırlanmağa davam edir.② 30 dərəcə fırlananda Io cərəyanı 1-ci sarğacın içinə axır, beləliklə, 2-ci bobindəki cərəyan sıfıra bərabər olur və cərəyan Io sarğıdan 3 çıxır. Bobin 1-in xarici tərəfi S qütbünə çevrilir, və rulonun 3 xarici tərəfi N qütbünə çevrilir.Vektorlar birləşdirildikdə yaranan maqnit sahəsi cərəyan Io sarğıdan keçdikdə yaranan √3(≈1,72) dəfədir.Bu da daimi maqnitin maqnit sahəsinə nisbətən 90 bucaq altında nəticələnən maqnit sahəsi yaradacaq və saat yönünün əksinə fırlanacaq.Fırlanma vəziyyətinə uyğun olaraq bobin 1-in daxilolma cərəyanı Io azaldıqda, bobin 2-nin daxilolma cərəyanı sıfırdan artırılır və sargının 3 çıxış cərəyanı Io-a qədər artırılırsa, nəticədə yaranan maqnit sahəsi də saat əqrəbi istiqamətində fırlanır, və daimi maqnit fırlanmağa davam edir.Hər bir faza cərəyanının sinusoidal olduğunu fərz etsək, burada cərəyan dəyəri io× sin (π 3) = io× √ 32. Maqnit sahəsinin vektor sintezi vasitəsilə ümumi maqnit sahəsi (√ 32) 2× 2 = 1,5 dəfədir. bobin tərəfindən yaradılan maqnit sahəsi.※.Hər bir faza cərəyanı sinus dalğası olduqda, daimi maqnitin harada yerləşməsindən asılı olmayaraq, vektor kompozit maqnit sahəsinin böyüklüyü bobin tərəfindən yaradılan maqnit sahəsinin 1,5 qatına bərabərdir və maqnit sahəsi 90 dərəcə bucaq yaradır. daimi maqnitin maqnit sahəsi.③ 30 dərəcə fırlanmağa davam edən vəziyyətdə, cərəyan Io/2 bobin 1-ə, cərəyan Io/2 bobinə 2, cərəyan Io isə bobin 3-dən axır. Bobin 1-in xarici tərəfi S qütbünə çevrilir. , bobinin 2 xarici tərəfi S qütbünə, 3-ün xarici tərəfi isə N qütbünə çevrilir.Vektorlar birləşdirildikdə yaranan maqnit sahəsi cərəyan Io bobindən keçdikdə yaranan maqnit sahəsinin 1,5 qatını təşkil edir (① ilə eyni).Burada daimi maqnitin maqnit sahəsinə nisbətən 90 dərəcə bucağı olan sintetik maqnit sahəsi də yaranacaq və saat əqrəbi istiqamətində fırlanacaq.④～⑥ ① ~ ③ ilə eyni şəkildə fırladın.Bu şəkildə, bobinə axan cərəyan daimi maqnitin vəziyyətinə uyğun olaraq davamlı olaraq dəyişdirilirsə, daimi maqnit sabit bir istiqamətdə dönəcəkdir.Eynilə, cərəyan əks istiqamətdə axırsa və sintetik maqnit sahəsi tərsinə çevrilirsə, o, saat yönünün əksinə fırlanır.Aşağıdakı şəkildə ①-dən ⑥-ə qədər hər addımda hər bir rulonun cərəyanı göstərilir.Yuxarıdakı giriş vasitəsilə biz cari dəyişiklik və fırlanma arasındakı əlaqəni anlaya bilməliyik.pilləli motor Step motor, impuls siqnalı ilə fırlanma bucağını və sürəti sinxron və dəqiq idarə edə bilən bir növ motordur.Addım motoru da "pulse motor" adlanır.Dəqiq yerləşdirməni yalnız açıq dövrəli idarəetmə vasitəsilə mövqe sensorundan istifadə etmədən həyata keçirə bildiyi üçün pilləli mühərrik yerləşdirmə ehtiyacı olan avadanlıqlarda geniş istifadə olunur.Adımlı mühərrikin quruluşu (ikifazalı bipolyar) Görünüş nümunələrində HB (hibrid) və PM (daimi maqnit) pilləli mühərriklərin görünüşləri verilmişdir.Ortadakı struktur diaqramı HB və PM-nin strukturunu da göstərir.Step motor, sabit rulon və fırlanan daimi maqniti olan bir quruluşdur.Sağdakı pilləli mühərrikin daxili quruluşunun konseptual diaqramı iki fazalı (iki qrup) rulonlardan istifadə edən PM motorunun nümunəsidir.Step motorun əsas quruluş nümunəsində rulon kənarda, daimi maqnit isə içəridə yerləşir.İki fazaya əlavə olaraq, üç fazalı və beş bərabər fazalı bir çox növ rulon var.Bəzi pilləli mühərriklərin başqa müxtəlif strukturları var, lakin onların iş prinsiplərini təqdim etmək üçün bu yazı pilləli mühərriklərin əsas strukturunu verir.Bu məqalə vasitəsilə, pilləli motorun əsasən bobin fiksasiyası və daimi maqnit fırlanma quruluşunu qəbul etdiyini başa düşməyə ümid edirəm.Adımlı mühərrikin əsas iş prinsipi (birfazalı həyəcanlandırma) Aşağıdakılar pilləli mühərrikin əsas iş prinsipini təqdim etmək üçün istifadə olunur.① Cərəyan bobin 1-in sol tərəfindən daxil olur və sargının 1-in sağ tərəfindən çıxır. Cərəyanın bobin 2-dən keçməsinə imkan verməyin. Bu zaman sol bobin 1-in içi N olur, daxili hissəsi isə sağ rulon 1 S olur. Buna görə də orta daimi maqnit bobin 1-in maqnit sahəsi tərəfindən cəlb edilir və sol tərəf S və sağ tərəf N vəziyyətində dayanır. belə ki, cərəyan bobin 2-nin yuxarı tərəfindən daxil olur və bobin 2-nin aşağı tərəfindən axır. Yuxarı bobin 2-nin daxili tərəfi N, aşağı sarımın 2-nin daxili tərəfi isə S olur. Daimi maqnit maqnit sahəsi ilə cəlb edilir və saat əqrəbi istiqamətində 90 fırlanmağı dayandırır.③ Bobin 2-də cərəyanı dayandırın ki, cərəyan bobin 1-in sağ tərəfindən daxil olsun və bobin 1-in sol tərəfindən axsın. Sol bobin 1-in daxili hissəsi S, sağ bobin isə 1-in daxili hissəsi olur. N olur. Daimi maqnit öz maqnit sahəsi ilə cəlb edilir və dayanmaq üçün daha 90 dərəcə saat əqrəbi istiqamətində fırlanır.④ Bobin 1-də cərəyanı dayandırın ki, cərəyan bobinin 2 aşağı tərəfindən daxil olsun və bobinin 2 yuxarı tərəfindən axsın. Üst bobinin 2 daxili hissəsi S olur, daxili hissəsi isə alt coil 2 N olur. Daimi maqnit öz maqnit sahəsi ilə cəlb edilir və dayanmaq üçün başqa 90 dərəcə saat istiqamətində fırlanır.Bobindən keçən cərəyanı yuxarıdakı qaydada elektron dövrə vasitəsilə ①-dən ④-ə dəyişdirərək pilləli mühərriki döndərmək olar.Bu misalda, hər bir keçid hərəkəti pilləli mühərriki 90-a çevirəcək. Bundan əlavə, cərəyan müəyyən bir rulondan davamlı olaraq axdıqda, dayanma vəziyyətini saxlaya bilər və pilləli mühərriki tutma momentinə sahib edə bilər.Yeri gəlmişkən, bobindən keçən cərəyan tərsinə çevrilirsə, addım mühərriki əks istiqamətdə döndərə bilər.
