I sistemi di precisione richiedono molto controllo. Per eseguire funzioni di controllo in tali sistemi, è consuetudine utilizzare un motore della valvola (VD), che consente di aumentare le capacità di calcolo delle apparecchiature microelettroniche. Migliora anche le proprietà dei motori CC, fornendo un'elevata densità di coppia a lungo termine.
Contenuto
- Caratteristiche del progetto
- Principio operativo
- Vantaggi e svantaggi
- Numero di fasi
Caratteristiche del progetto
Questo tipo di motore elettrico ha un design standard. È costituito da un rotore, che è giocato da un disco magnetico, statori e cuscinetti. Tutte le parti sono racchiuse in una robusta custodia. Lo statore HP è simile a quello utilizzato nei dispositivi asincroni. Il suo elemento principale è un'anima in acciaio, lungo il cui perimetro si trova un avvolgimento in rame. Dipende dal numero di avvolgimenti a cui apparterrà il motore della valvola (monofase, bifase, trifase).
A seconda di come si trovano le spire dell'avvolgimento nello statore, la forma della sua forza elettromotrice può essere:
- Chiave di volta (BLDC).
- Sinusoidale (PMSM).
La forma dell'avvolgimento ha un'influenza diretta sulla modalità di alimentazione dei motori. La variazione di corrente elettrica può avvenire anche in modo sinusoidale o trapezoidale.
Il rotore è costituito da diversi magneti a campo permanente. In precedenza, per la sua produzione venivano utilizzati magneti in ferrite. Ma il livello della loro induzione magnetica è abbastanza piccolo, quindi sono stati sostituiti da prodotti in lega. elementi delle terre rare, che consentono di raggiungere il livello di induzione richiesto e allo stesso tempo di rendere il rotore più compatto.
Una parte integrante di qualsiasi motore brushless è il sensore di posizione del rotore. Il suo lavoro può basarsi su:
- principio fotoelettrico;
- principio induttivo;
- Effetto Hall e altri fenomeni.
Il sensore di posizione fotoelettrico è costituito da tre fotorivelatori fissi, chiusi a loro volta da un otturatore rotante. Il suo movimento è sincrono con il movimento del rotore. Grazie al codice binario del sensore, il rotore può essere bloccato in sei diverse posizioni. Convertendosi in una combinazione di tensioni di controllo, i segnali regolano gli interruttori di alimentazione secondo uno schema speciale. Ogni fase del funzionamento del motore elettrico coinvolge due chiavi e due dei tre avvolgimenti sono collegati alla rete.
Il sensore di posizione di tipo fotoelettrico appartiene alla categoria dei più comuni, poiché è praticamente inerziale. Consente inoltre di eliminare il ritardo nel canale di feedback.
Principio operativo
A seconda delle caratteristiche del design e delle caratteristiche tecniche, si distingue un motore brushless asincrono, sincrono e induttivo. Il principio di funzionamento di ciascuno di essi si basa sull'induzione di poli magnetici variabili sul rotore. Quando viene applicata la tensione, inizia a ruotare secondo i poli dello statore, per cui la resistenza del campo magnetico viene ridotta al minimo.
Le informazioni sullo stato del rotore vengono utilizzate come strumento per controllare la fase di tensione. I segnali vengono sovrapposti alla fase angolare insatura dell'induttanza in modo che il suo valore massimo coincida con la resistenza minima del polo.
In modo che alti volt-secondi non abbiano un effetto negativo sull'elettronica funzionante, la limitazione della corrente di fase dovrebbe essere fornita a basse velocità del motore. Il ruolo dei limitatori in questo caso è svolto dai sensori. A velocità elevate non è necessaria la limitazione della corrente.
L'angolo equalizzato della tensione di controllo a impulso singolo ottimizza le prestazioni dell'apparecchiatura. Il processo della sua trasformazione è chiaramente dimostrato sotto forma di una traiettoria di energia reattiva. La potenza convertita in energia meccanica è responsabile dell'area di potenza. Un'interruzione di corrente porta al fatto che l'energia in eccesso o residua viene trasferita allo statore. L'influenza del campo magnetico su un motore elettrico brushless funzionante è minima. Questo distingue il VD da altri dispositivi simili.
Vantaggi e svantaggi
I motori elettrici di questo tipo sono ampiamente utilizzati nei settori manifatturiero e industriale. Ciò è dovuto ai seguenti vantaggi di VD:
- un ampio intervallo per modificare la velocità di rotazione;
-
il posizionamento più accurato; - prestazioni ad alta velocità e alta dinamica;
- manutenzione conveniente;
- protezione sufficiente contro le esplosioni;
- resistenza a carichi pesanti durante la rotazione;
- cambio di marcia morbido;
- buona efficienza superiore al 90%;
- grande risorsa di lavoro e durata.
Durante il funzionamento a lungo termine del motore della valvola, non si verifica un pericoloso surriscaldamento degli elementi principali, il che rende il processo del suo funzionamento più efficiente e sicuro.
Questo tipo di motore elettrico presenta alcuni svantaggi. Sono espressi in un complesso sistema di controllo e un alto livello di rumore durante il funzionamento. Inoltre, gli ovvi svantaggi includono il prezzo elevato dovuto all'uso di costosi magneti permanenti utilizzati nella fabbricazione del rotore.
Numero di fasi
Il motore della valvola, come altri tipi di dispositivi, può funzionare a corrente continua e alternata. Esistono motori progettati per un diverso numero di fasi.
Monofase appartiene alla categoria dei più semplici, avendo il numero minimo di connessioni con l'elettronica. È caratterizzato da pulsazioni, coppia elevata. Un dispositivo monofase non può avviarsi in tutte le posizioni angolari, viene utilizzato in installazioni in cui l'alta velocità è importante.
Motore bifase attiva il traferro e, con una messa a punto aggiuntiva, viene creata un'asimmetria nei poli del rotore. Ha una coppia elevata, che può provocare conseguenze negative durante il funzionamento.
Dispositivo trifase mostra l'efficienza nell'avviamento e nella generazione di coppia senza coinvolgere un gran numero di fasi. Con un numero pari di poli, è ottimale per la tecnologia in cui l'elevata potenza gioca un ruolo importante a basse velocità di funzionamento (ad esempio per le pompe). Durante il funzionamento si generano coppie elevate e livelli di rumorosità elevati.
Motore quadrifase è privo di inconvenienti dovuti alla coppia eccessiva e alla presenza di pulsazioni. Tuttavia, la sua caratteristica elevata potenza e costo non consente un uso diffuso di un tale motore in varie apparecchiature.
