Klapi mootor: konstruktsiooni omadused ja tööpõhimõte, eelised ja puudused, faaside arv

Täppissüsteemid nõuavad palju kontrolli. Juhtimisfunktsioonide täitmiseks sellistes süsteemides on tavaks kasutada klapimootorit (VD), mis võimaldab suurendada mikroelektroonikaseadmete arvutusvõimet. Samuti parandab see alalisvoolumootorite omadusi, tagades pikaajalise pöördemomendi suure tiheduse.

Disaini omadused

Seda tüüpi elektrimootorid on standardse konstruktsiooniga. See koosneb rootorist, mida mängivad magnetketas, staatorid ja laagrid. Kõik osad on suletud tugevasse korpusesse. HP staator on sarnane asünkroonsetes seadmetes kasutatavaga. Selle põhielement on terassüdamik, mille perimeetril paikneb vaskmähis. See sõltub mähiste arvust, millist tüüpi klapimootor kuulub (ühefaasiline, kahefaasiline, kolmefaasiline).

Olenevalt mähise keerdude asukohast staatoris, selle elektromotoorjõu vorm võib olla:

1. Keystone (BLDC).
2. Sinusoidne (PMSM).

Mähise kuju mõjutab otseselt mootorite tarnimist. Elektrivoolu muutus võib toimuda ka siinus- või trapetsikujuliselt.

Rootor koosneb mitmest püsiväljamagnetist. Varem kasutati selle tootmiseks ferriitmagneteid. Kuid nende magnetilise induktsiooni tase on piisavalt väike, nii et need asendati legeeritud toodetega. haruldaste muldmetallide elemendid, mis võimaldavad saavutada vajaliku induktsiooni taseme ja samal ajal muuta rootori rohkem kompaktne.

Iga harjadeta mootori lahutamatu osa on rootori asendiandur. Selle töö võib põhineda:

1. fotoelektriline põhimõte;
2. induktiivne põhimõte;
3. Halli efekt ja muud nähtused.

Fotoelektriline asendiandur koosneb kolmest statsionaarsest fotodetektorist, mis on omakorda suletud pöörleva katikuga. Selle liikumine on sünkroonne rootori liikumisega. Tänu anduri binaarkoodile saab rootori lukustada kuue erinevasse asendisse. Teisendades juhtpingete kombinatsiooniks, reguleerivad signaalid toitelüliteid vastavalt spetsiaalsele skeemile. Elektrimootori töö iga faas hõlmab kahte võtit ja kaks mähist kolmest on võrku ühendatud.

Fotoelektrilist tüüpi asendiandur kuulub kõige levinumate kategooriasse, kuna see on praktiliselt inertsiaalne. Samuti võimaldab see kõrvaldada tagasisidekanali viivituse.

Tööpõhimõte

Sõltuvalt disainiomadustest ja tehnilistest omadustest eristatakse asünkroonset, sünkroonset ja induktiivset harjadeta mootorit. Kõigi nende tööpõhimõte põhineb rootori muutuvate magnetpooluste induktsioonil. Pinge rakendamisel hakkab see pöörlema ​​vastavalt staatori poolustele, mille tulemusena minimeeritakse magnetvälja takistus.

Rootori olekuteavet kasutatakse pingefaasi juhtimise vahendina. Signaalid asetatakse induktiivsuse nurkküllastumata faasile nii, et selle maksimaalne väärtus langeb kokku minimaalse pooluse takistusega.

Nii et kõrged voltisekundid ei avaldaks töötavale elektroonikale negatiivset mõju, Mootori madalatel pööretel tuleks ette näha faasivoolu piiramine. Piirajate rolli täidavad sel juhul andurid. Suurtel kiirustel pole voolu piiramist vaja.

Ühe impulsi juhtimispinge võrdsustatud nurk optimeerib seadme jõudlust. Selle muundumisprotsess on selgelt näidatud reaktiivenergia trajektoori kujul. Mehaaniliseks energiaks muudetud võimsus vastutab võimsuspiirkonna eest. Elektrikatkestus toob kaasa asjaolu, et üleliigne või jääkenergia kandub staatorisse. Magnetvälja mõju töötavale harjadeta elektrimootorile on minimaalne. See eristab VD-d teistest sarnastest seadmetest.

Eelised ja miinused

Seda tüüpi elektrimootoreid kasutatakse laialdaselt tootmises ja tööstuses. Selle põhjuseks on VD järgmised eelised:

1. lai intervall pöörlemiskiiruse muutmiseks;
2. kõige täpsem positsioneerimine;
3. kiire jõudlus ja kõrge dünaamika;
4. kulutõhus hooldus;
5. piisav kaitse plahvatuste eest;
6. vastupidavus rasketele koormustele pöörlemise ajal;
7. pehme käiguvahetus;
8. hea efektiivsus üle 90%;
9. suurepärane tööressurss ja kasutusiga.

Klapimootori pikaajalise töötamise ajal ei toimu põhielementide ohtlikku ülekuumenemist, mis muudab selle tööprotsessi tõhusamaks ja ohutumaks.

Seda tüüpi elektrimootoril on teatud puudused. Need väljenduvad keerulises juhtimissüsteemis ja töö ajal kõrges müratasemes. Samuti on ilmselgete puuduste hulgas kõrge hind, mis on tingitud rootori valmistamisel kasutatud kallite püsimagnetite kasutamisest.

Faaside arv

Klapimootor, nagu ka muud tüüpi seadmed, võib töötada alalis- ja vahelduvvoolul. On mootoreid, mis on mõeldud erineva arvu faaside jaoks.

Üksik faas kuulub kõige lihtsamate kategooriasse, millel on minimaalne arv ühendusi elektroonikaga. Seda iseloomustab pulsatsioon, suur pöördemoment. Ühefaasiline seade ei saa käivituda kõigis nurgaasendites, seda kasutatakse paigaldistes, kus on oluline suur kiirus.

Kahefaasiline mootor aktiveerib õhuvahe ning täiendava häälestamisega tekib rootori poolustesse asümmeetria. Sellel on suur pöördemoment, mis võib töö ajal põhjustada negatiivseid tagajärgi.

Kolmefaasiline seade näitab tõhusust käivitamisel ja pöördemomendi genereerimisel ilma suurt hulka faase kaasamata. Paarisarvu pooluste korral on see optimaalne tehnoloogia jaoks, kus suur võimsus mängib olulist rolli madalatel töökiirustel (näiteks pumpade puhul). Töö ajal tekib suur pöördemoment ja kõrge müratase.

Neljafaasiline mootor sellel puuduvad liigse pöördemomendi ja pulsatsioonide tõttu puudused. Kuid selle iseloomulik suur võimsus ja hind ei võimalda sellist mootorit laialdaselt kasutada erinevates seadmetes.