DC motorining ishlash printsipi

.To'g'ridan-to'g'ri oqim mashinasi (to'g'ridan-to'g'ri oqim mashinasi) elektr energiyasini to'g'ridan-to'g'ri oqimdan mexanik energiyaga (to'g'ridan-to'g'ri oqim dvigateli sifatida) yoki mexanik energiyani to'g'ridan-to'g'ri oqim elektr energiyasiga (doimiy oqim generatori sifatida) aylantirishga qodir bo'lgan aylanadigan motorga ishora qiladi. Bu elektr va mexanik energiya o'rtasidagi o'zaro konvertatsiyani osonlashtiradigan vosita turi. Dvigatel sifatida ishlaganda, u elektr energiyasini mexanik energiyaga aylantirib, doimiy to'lqinli vosita sifatida ishlaydi; generator sifatida ishlaganda, mexanik energiyani elektr energiyasiga aylantirib, DC generatori sifatida ishlaydi.

 

Kompozitsiya tuzilishi

DC motorining tuzilishi ikkita asosiy qismdan iborat bo'lishi kerak: stator va rotor. Ish paytida doimiy tok dvigatelining harakatsiz qismi stator deb ataladi. Statorning asosiy vazifasi magnit maydon hosil qilishdir, u vosita bazasi, asosiy magnit qutblar, teskari qutblar, so'nggi qopqoqlar, podshipniklar va cho'tka qurilmalaridan iborat. Ish paytida aylanadigan qism rotor deb ataladi, u asosan elektromagnit moment va induktsiyalangan elektromotor kuchni hosil qiladi. Bu shahar motorlarida energiya konvertatsiyasi uchun markazdir, shuning uchun odatda milya, armatura yadrosi, armatura o'rash, kommutator va fandan iborat armatura deb ataladi.

 

Asosiy magnit qutb

Asosiy magnit qutbning vazifasi havo bo'shlig'i magnit maydonini yaratishdir. Asosiy magnit qutb ikki qismdan iborat: asosiy magnit qutb temir yadrosi va qo'zg'atuvchi o'rash. Temir yadro odatda 0,5 mm dan 1,5 mm gacha qalin silikon po'lat plitalardan yasalgan bo'lib, ular bir-biriga bosilgan va perchinlangan. U ikki qismga bo'linadi: qutb tanasi va ustunli poyabzal. Qo'zg'atuvchi o'rashning tepa qismidagi qism qutb tanasi deb ataladi va pastki qismidagi kengaygan qismi qutb tuflilari deb ataladi. Poyafzal poyafzallari qutb tanasidan kengroqdir, bu havo bo'shlig'ida magnit maydonning taqsimlanishini sozlashi va qo'zg'atuvchi o'rashni mahkamlashni osonlashtirishi mumkin. Qo'zg'atuvchi o'rash izolyatsiyalangan mis simdan yasalgan va asosiy magnit qutb yadrosiga o'ralgan. Barcha asosiy magnit qutb vintlar bilan mashina bazasiga o'rnatiladi,

Orqaga aylanish qutbi

Orqaga aylantiruvchi qutbning vazifasi kommutatsiyani yaxshilash va dvigatelning ishlashi paytida elektr cho'tkasi va kommutator o'rtasidagi mumkin bo'lgan kommutatsiya uchqunlarini kamaytirishdir. U odatda ikkita qo'shni asosiy magnit qutb orasiga o'rnatiladi va teskari qutbli temir yadro va teskari qutbli o'rashdan iborat. Qaytaruvchi qutb sargisi teskari qutbli temir yadro atrofida o'ralgan izolyatsiyalangan simlardan yasalgan va teskari qutblarning soni asosiy magnit qutblarga teng.

 

Mashina bazasi

Dvigatel statorining tashqi qobig'i tayanch deb ataladi. Mashina bazasining vazifasi ikki xil:

Ulardan biri asosiy magnit qutbni, teskari qutbni va so'nggi qopqoqni tuzatish va butun motorni qo'llab-quvvatlash va tuzatish uchun ishlatiladi;

Ikkinchidan, mashina bazasining o'zi ham magnit qutblar orasidagi magnit yo'lni tashkil etuvchi magnit zanjirning bir qismidir. Magnit oqim o'tadigan qismga magnit bo'yinturuq deyiladi. Mashina bazasi etarli mexanik kuchga va yaxshi magnit o'tkazuvchanlikka ega bo'lishini ta'minlash uchun u odatda quyma po'latdan yasalgan yoki po'lat plitalardan payvandlangan.

 

Elektr cho'tkasi qurilmasi

Elektr cho'tkasi doimiy kuchlanish va doimiy oqimni kiritish yoki chiqarish uchun ishlatiladi. Elektr cho'tkasi qurilmasi elektr cho'tka, cho'tka ushlagichi, cho'tka tayog'i va cho'tka ushlagichidan iborat. Elektr cho'tkasi cho'tka ushlagichiga joylashtiriladi va cho'tka va kommutator o'rtasida yaxshi sirpanish aloqasini ta'minlash uchun kamon bilan siqiladi. Cho'tkasi ushlagichi cho'tka tayog'iga o'rnatiladi, u dumaloq cho'tka tayoqchasi o'rindig'iga o'rnatiladi va bir-biridan izolyatsiya qilinishi kerak. Cho'tkasi novda o'rindig'i so'nggi qopqoq yoki rulmanning ichki qopqog'iga o'rnatiladi va aylana holatini sozlash mumkin. Sozlangandan so'ng, u o'rnatiladi.

 

(1) Armatura temir yadrosi

Armatura yadrosi asosiy magnit zanjirning asosiy qismi bo'lib, armatura o'rashini joylashtirish uchun ishlatiladi. Umumiy armatura temir yadrosi 0,5 mm qalinlikdagi silikon po'lat plitalardan yasalgan bo'lib, dvigatelning ishlashi paytida armatura temir yadrosida hosil bo'ladigan girdab oqimi va histerezis yo'qotishlarini kamaytirish uchun teshilgan va laminatlangan. Yig'ilgan temir yadro milga yoki rotor braketiga o'rnatiladi. Temir yadroning tashqi doirasi armatura tirqishlariga ega bo'lib, ularda armatura o'rashlari o'rnatilgan.

(2) Armatura o'rash

Armatura o'rashining vazifasi elektromagnit moment va induktsiyalangan elektromotor kuchni yaratishdir va u DC motorlarida energiyani aylantirish uchun asosiy komponent hisoblanadi, shuning uchun u armatura deb ataladi. U ma'lum qoidalarga muvofiq bog'langan ko'plab sariqlardan (bundan buyon matnda komponentlar deb yuritiladi) iborat. Bobinlar yuqori mustahkamlikdagi emallangan sim yoki shisha tolali yassi mis sim bilan o'ralgan. Turli xil rulonlarning lasan qirralari yuqori va pastki qatlamlarga bo'linadi va armatura uyasiga o'rnatiladi. Bobin va temir yadro orasidagi, shuningdek, yuqori va pastki lasan qirralari orasidagi izolyatsiyani to'g'ri saqlash kerak. Markazdan qochma kuchning lasan chetini tirqishdan tashqariga chiqarib yuborishiga yo'l qo'ymaslik uchun tirqish tirqishlar bilan o'rnatiladi. Bobinning tirqishdan tashqariga cho'zilgan so'nggi ulanish qismi termoset-to'qilmagan shisha lenta bilan bog'langan.

 

(3) Kommutator

DC dvigatelida kommutator elektr cho'tkalari bilan jihozlangan bo'lib, ular elektromagnit momentning yo'nalishini doimiy ravishda ushlab turadigan tashqi doimiy quvvatni armatura bobinidagi o'zgaruvchan tokga aylantira oladi; DC generatorida kommutator elektr cho'tkalari bilan jihozlangan bo'lib, ular armatura bobinida induktsiya qilingan o'zgaruvchan elektromotor kuchni musbat va manfiy elektr cho'tkalardan olingan to'g'ridan-to'g'ri elektr harakatlantiruvchi kuchga aylantira oladi. Kommutator silindrsimon korpus bo'lib, ko'plab kollektor segmentlaridan iborat bo'lib, ular orasidagi slyuda plitalari bilan izolyatsiya qilingan.

 

(4) Aylanuvchi mil

Mil rotorning aylanishida yordamchi rol o'ynaydi va ma'lum darajada mexanik kuch va qattiqlikni talab qiladi. Odatda yumaloq po'latdan ishlov beriladi

Asosiy toifalar

 

(5) shahar generatori

DC generatori mexanik energiyani doimiy elektr energiyasiga aylantiradigan mashinadir. U asosan shahar motorlari, elektroliz, elektrokaplama, elektr eritish, zaryadlash va AC generatorlari uchun qo'zg'atuvchi quvvat manbai sifatida ishlatiladi. Quvvatni to'g'rilash komponentlari o'zgaruvchan tokni to'g'ridan-to'g'ri oqimga aylantirish uchun to'g'ridan-to'g'ri oqim zarur bo'lgan joylarda ham qo'llanilsa-da, muayyan ishlash jihatlari nuqtai nazaridan, o'zgaruvchan tok rektifikator quvvat manbalari to'g'ridan-to'g'ri oqim generatorlarini to'liq almashtira olmaydi.

(6) DC motor

To'g'ridan-to'g'ri oqim energiyasini mexanik energiyaga aylantiradigan aylanadigan qurilma. Elektr dvigatelining statori magnit maydonni ta'minlaydi, doimiy quvvat manbai rotorning o'rashiga oqim beradi va kommutator rotor oqimining yo'nalishini va magnit maydon tomonidan yaratilgan momentni doimiy ushlab turadi. DC motorlar keng tarqalgan ishlatiladigan cho'tkali kommutatorlar, jumladan, cho'tkasi DC motorlar va cho'tkasi bo'lmagan DC motorlar bilan jihozlanganligiga qarab ikkita toifaga bo'linishi mumkin.

Brushless DC vosita so'nggi yillarda mikroprotsessor texnologiyasining rivojlanishi, yuqori kommutatsiya chastotasi va kam quvvat iste'moliga ega yangi quvvatli elektron qurilmalarni qo'llash, shuningdek, boshqarish usullarini optimallashtirish va arzon{0}}xarajat, yuqori magnit energiya darajasi doimiy magnit materiallarning paydo bo'lishi bilan ishlab chiqilgan yangi turdagi DC motoridir.

(7) Boshqarish printsipi

Cho'tkasi bo'lmagan DC motorini boshqarish printsipi shundan iboratki, vosita aylanishini ta'minlash uchun boshqaruv bloki birinchi navbatda zal sensori tomonidan sezilgan vosita rotorining holatini aniqlashi kerak, so'ngra stator sargisiga ko'ra inverterdagi quvvat tranzistorlarini yoqish (yoki o'chirish) tartibini hal qilishi kerak. İnverterdagi AH, BH, CH (ular yuqori qo'lning quvvat tranzistorlari deb ataladi) va AL, BL, CL (bular pastki qo'l quvvat tranzistorlari deb ataladi) oldinga (yoki teskari) aylanadigan magnit maydon hosil qilish uchun oqimni vosita bobini orqali ketma-ket o'tkazadi va rotor magniti bilan o'zaro ta'sir qiladi, shuning uchun motor soat mili teskarisiga aylantiriladi. Dvigatel rotori zal sensori tomonidan boshqa signallar to'plamini sezadigan holatga aylanganda, boshqaruv bloki keyingi quvvat tranzistorlari to'plamini yoqadi, shuning uchun tsiklik vosita boshqaruv bloki vosita rotorini to'xtatish va quvvat tranzistorlarini o'chirishga qaror qilmaguncha bir xil yo'nalishda aylanishni davom ettirishi mumkin (yoki faqat pastki qo'lning quvvat tranzistorlarini yoqing); Dvigatel rotorini teskari aylantirish kerak bo'lsa, quvvat tranzistorini faollashtirish tartibi teskari bo'ladi.

 

Asosan, quvvat tranzistorlarining ochilish usulini quyidagicha misol qilish mumkin: AH, BL guruhi → AH, CL guruhi → BH, CL guruhi → BH, AL guruhi → CH, AL guruhi → CH, BL guruhi, lekin u AH, AL yoki BH, BL yoki CH, CL sifatida ochilmasligi kerak. Bundan tashqari, elektron komponentlar har doim kalitning javob vaqtiga ega bo'lganligi sababli, o'chirish va yoqishda quvvat tranzistorining javob vaqtini hisobga olish kerak. Aks holda, yuqori qo'l (yoki pastki qo'l) to'liq o'chirilmaganda, pastki qo'l (yoki yuqori qo'l) allaqachon yoqiladi, natijada yuqori va pastki qo'llar o'rtasida qisqa tutashuv paydo bo'ladi va quvvat tranzistori yonib ketadi.

 

Dvigatel aylanayotganda, boshqaruv bloki haydovchi tomonidan o'rnatilgan tezlik va tezlashtirish/sekinlashuv tezligidan iborat buyruqni zal sensori signalini o'zgartirish tezligi (yoki dasturiy ta'minot tomonidan hisoblangan) bilan solishtirib, keyingi kalitlar to'plamini (AH, BL yoki AH, CL yoki BH, CL yoki ...) yoqish kerakligini va yoqish vaqtining davomiyligini aniqlaydi. Tezlik etarli bo'lmasa, u uzaytiriladi; agar tezlik juda yuqori bo'lsa, u qisqaradi. Ishning ushbu qismi PWM tomonidan yakunlanadi. PWM - bu vosita tezligi tez yoki sekinligini aniqlashning yo'lidir va bunday PWMni qanday yaratish tezlikni aniqroq boshqarishga erishishning yadrosidir.

 

Yuqori{0}}tezlik boshqaruvi tizimning SOAT o'lchamlari dasturiy ta'minot ko'rsatmalarini qayta ishlash vaqtini tushunish uchun etarli yoki yo'qligini hisobga olishi kerak. Bundan tashqari, zal sensori signalini o'zgartirish uchun ma'lumotlarga kirish usuli ham protsessor ishlashiga, mulohazalar aniqligiga va real vaqt-ishlariga ta'sir qiladi. Past{4}}tezlik tezligini nazorat qilish, ayniqsa past-tezlikni ishga tushirishga kelsak, qaytarilgan zal sensori signalidagi o'zgarishlar sekinlashadi. Signalni chiqarib olish, uni to'g'ri vaqtda qayta ishlash va boshqaruv parametrlari qiymatlarini vosita xususiyatlariga muvofiq mos ravishda sozlash juda muhimdir. Shu bilan bir qatorda, tezlikni qayta ishlashni yaxshiroq boshqarish uchun signal o'lchamlarini oshirish uchun kodlovchi o'zgarishlari asosida sozlanishi mumkin. Dvigatel muammosiz ishlashi va yaxshi javob berishi mumkin va PID boshqaruvining maqsadga muvofiqligini e'tiborsiz qoldirib bo'lmaydi. Yuqorida aytib o'tganimizdek, cho'tkasi bo'lmagan doimiy to'g'ridan-to'g'ri dvigatel yopiq-pastgali boshqaruvdir, shuning uchun teskari aloqa signali boshqaruv bo'limiga vosita tezligi maqsadli tezlikdan qanchalik farq qilishini aytishga teng, ya'ni xato. Xatoni bilish tabiiy ravishda kompensatsiyani talab qiladi, bunga PID nazorati kabi an'anaviy muhandislik boshqaruvlari orqali erishish mumkin. Biroq, nazorat holati va muhiti aslida murakkab va-o‘zgaruvchan. Kuchli va bardoshli boshqaruvga erishish uchun e'tiborga olinishi kerak bo'lgan omillar an'anaviy muhandislik nazorati bilan to'liq o'zlashtirilmasligi mumkin. Shu sababli, loyqa boshqaruv, ekspert tizimlari va neyron tarmoqlari ham aqlli PID boshqaruvining muhim nazariyalari sifatida kiritiladi.