Explicação do motor丨Motor de relutância comutada
O sistema de acionamento do motor de relutância chaveada (srd) consiste em quatro partes: motor de relutância chaveada (motor srm ou sr), conversor de potência, controlador e detector. O rápido desenvolvimento de um novo tipo de sistema de acionamento de controle de velocidade desenvolvido. O motor de relutância comutada é um motor de relutância saliente duplo, que usa o princípio de relutância mínima para gerar torque de relutância. Devido à sua estrutura extremamente simples e robusta, ampla faixa de regulagem de velocidade, excelente desempenho de regulagem de velocidade e velocidade relativamente alta em toda a faixa de regulagem de velocidade. Alta eficiência e alta confiabilidade do sistema o tornam um forte concorrente do sistema de controle de velocidade do motor AC, sistema de controle de velocidade do motor DC e sistema de controle de velocidade do motor DC sem escova. Os motores de relutância comutada têm sido amplamente ou começaram a ser usados em vários campos, como acionamentos de veículos elétricos, eletrodomésticos, indústria em geral, indústria de aviação e sistemas servo, abrangendo vários sistemas de acionamento de alta e baixa velocidade com uma faixa de potência de 10w a 5mw, mostrando enorme potencial de mercado.
2 Estrutura e características de desempenho
2.1 O motor tem estrutura simples, baixo custo e é adequado para alta velocidade
A estrutura do motor de relutância comutada é mais simples que a do motor de indução gaiola de esquilo, que geralmente é considerado o mais simples. A bobina do estator é um enrolamento concentrado, fácil de embutir, a extremidade é curta e firme e a operação é confiável. Ambiente de vibração; o rotor é feito apenas de chapas de aço silício, portanto, não haverá problemas como fundição de gaiola de esquilo e barras quebradas em uso durante o processo de fabricação de motores de indução de gaiola de esquilo. O rotor tem uma resistência mecânica extremamente alta e pode trabalhar em velocidades extremamente altas. até 100,000 revoluções por minuto.
2.2 Circuito de alimentação simples e confiável
A direção do torque do motor não tem nada a ver com a direção da corrente do enrolamento, ou seja, é necessária apenas a corrente do enrolamento em uma direção, e o enrolamento de fase é conectado entre as duas válvulas de potência do circuito principal, e haverá não haver falha de curto-circuito direto no braço da ponte. , O sistema tem forte tolerância a falhas e alta confiabilidade, e pode ser aplicado em ocasiões especiais, como aeroespacial.
2.3 Alto torque de partida, baixa corrente de partida
Os produtos de muitas empresas podem atingir o seguinte desempenho: quando a corrente de partida é 15% da corrente nominal, o torque de partida é 100% do torque nominal; quando a corrente de partida é 30% do valor nominal, o torque de partida pode atingir 150% do valor nominal. por cento. Comparado com as características de partida de outros sistemas de controle de velocidade, como motor DC com 100% de corrente de partida, obtenha 100% de torque; motor de indução gaiola de esquilo com 300 por cento de corrente de partida, obtenha 100 por cento de torque. Pode ser visto que o motor de relutância chaveada tem desempenho de partida suave, o impacto da corrente é pequeno durante o processo de partida e o aquecimento do motor e do controlador é menor que o da operação nominal contínua, por isso é especialmente adequado para freqüentes ocasiões de partida-parada e operação para frente e para trás, como plaina de pórtico, fresadoras, laminadores reversíveis na indústria metalúrgica, serras voadoras, tesouras voadoras, etc.
2.4 Ampla faixa de regulagem de velocidade e alta eficiência
A eficiência operacional é tão alta quanto 92% na velocidade nominal e carga nominal, e a eficiência geral é mantida em até 80% em todas as faixas de velocidade.
2.5 Existem muitos parâmetros controláveis e bom desempenho de regulação de velocidade
Existem pelo menos quatro parâmetros operacionais principais e métodos comuns para controlar motores de relutância chaveada: ângulo de ativação de fase, ângulo de interrupção relevante, amplitude de corrente de fase e tensão de enrolamento de fase. Existem muitos parâmetros controláveis, o que significa que o controle é flexível e conveniente. De acordo com os requisitos de operação do motor e as condições do motor, diferentes métodos de controle e valores de parâmetros podem ser usados para fazê-lo funcionar no melhor estado, e também pode alcançar várias funções e curvas características específicas, como fazer o motor têm exatamente a mesma capacidade de operação de quatro quadrantes (para frente, ré, motorização e frenagem), com alto torque de partida e curvas de capacidade de carga para motores em série.
2.6 Ele pode atender a vários requisitos especiais através do design unificado e coordenado de máquina e eletricidade
3 Aplicações típicas
A estrutura superior e o desempenho do motor de relutância chaveada tornam seu campo de aplicação muito extenso. As três aplicações típicas a seguir são analisadas.
3.1 Plaina de pórtico
A plaina de pórtico é uma máquina de trabalho principal na indústria de usinagem. O método de trabalho da plaina é que a mesa de trabalho aciona a peça de trabalho para alternar. Quando se move para frente, a plaina fixada na estrutura aplaina a peça e, quando se move para trás, a plaina levanta a peça. A partir daí, o workbench retorna com uma linha em branco. A função do sistema de transmissão principal da plaina é conduzir o movimento alternativo da mesa de trabalho. Obviamente, seu desempenho está diretamente relacionado à qualidade de processamento e eficiência de produção da plaina. Portanto, o sistema de transmissão deve ter os seguintes desempenhos principais.
3.1.1 Principais Características
(1) É adequado para partida frequente, frenagem e rotação para frente e para trás, não inferior a 10 vezes por minuto, e o processo de partida e frenagem é suave e rápido.
(2) A taxa de diferença estática deve ser alta. A queda de velocidade dinâmica de sem carga para carregamento repentino da faca não é superior a 3%, e a capacidade de sobrecarga de curto prazo é forte.
(3) A faixa de regulação de velocidade é ampla, adequada para as necessidades de aplainamento de baixa velocidade, velocidade média e deslocamento reverso de alta velocidade.
(4) A estabilidade de trabalho é boa e a posição de retorno da viagem de ida e volta é precisa.
Atualmente, o principal sistema de acionamento da plaina doméstica tem principalmente a forma de unidade DC e a forma de embreagem eletromagnética do motor assíncrona. Um grande número de plainas acionadas principalmente por unidades DC estão em estado de envelhecimento grave, o motor está severamente desgastado, as faíscas nas escovas são grandes em alta velocidade e carga pesada, a falha é frequente e a carga de trabalho de manutenção é grande, que afeta diretamente a produção normal. . Além disso, o sistema inevitavelmente tem as desvantagens de equipamentos grandes, alto consumo de energia e alto ruído. O sistema de embreagem eletromagnética do motor assíncrono conta com a embreagem eletromagnética para realizar as direções para frente e para trás. A embreagem se desgasta seriamente, a estabilidade de trabalho não é boa e é inconveniente ajustar a velocidade. É usado apenas para plainas leves.
3.1.2 Problemas com Motores de Indução
Se for usado o sistema de acionamento de regulação de velocidade de frequência variável do motor de indução, existem os seguintes problemas:
(1) As características de saída são suaves, de modo que a plaina gantry não pode carregar carga suficiente em baixa velocidade.
(2) A diferença estática é grande, a qualidade do processamento é baixa, a peça processada tem padrões e até para quando a faca é comida.
(3) O torque de partida e frenagem é pequeno, a partida e a frenagem são lentas e o impedimento de estacionamento é muito grande.
(4) O motor aquece.
As características do motor de relutância chaveada são especialmente adequadas para operações frequentes de partida, frenagem e comutação. A corrente de partida durante o processo de comutação é pequena e os torques de partida e frenagem são ajustáveis, garantindo assim que os requisitos do processo sejam atendidos dentro de várias faixas de velocidade. encontra o. O motor de relutância chaveada também possui um alto fator de potência. Seja em alta ou baixa velocidade, sem carga ou com carga total, seu fator de potência é próximo de 1, o que é melhor do que outros sistemas de transmissão usados atualmente em plainas tipo pórtico.
3.2 Máquina de lavar
Com o desenvolvimento da economia e a melhoria contínua da qualidade de vida das pessoas, aumenta também a procura por máquinas de lavar amigas do ambiente e inteligentes. Como potência principal da máquina de lavar, o desempenho do motor deve ser continuamente melhorado. Atualmente, existem dois tipos de máquinas de lavar populares no mercado doméstico: máquinas de lavar com pulsador e tambor. Não importa o tipo de máquina de lavar, o princípio básico é que o motor aciona o pulsador ou o tambor para girar para gerar o fluxo de água, e então o fluxo de água e a força gerada pelo pulsador e pelo tambor são usados para lavar as roupas. O desempenho do motor determina em grande parte o funcionamento da máquina de lavar. O estado, ou seja, determina a qualidade da lavagem e secagem, bem como o tamanho do ruído e da vibração.
Atualmente, os motores usados na máquina de lavar pulsador são principalmente motores de indução monofásicos, e alguns usam motores de conversão de frequência e motores DC sem escova. A máquina de lavar a tambor é baseada principalmente no motor da série, além do motor de frequência variável, motor DC sem escovas, motor de relutância comutada.
As desvantagens de usar um motor de indução monofásico são muito óbvias, como segue:
(1) não pode ajustar a velocidade
Há apenas uma velocidade de rotação durante a lavagem, que é difícil de se adaptar aos requisitos de vários tecidos para lavar a velocidade de rotação, e a chamada "lavagem forte", "lavagem fraca", "lavagem suave" e outros procedimentos de lavagem mudam apenas alterando a rotação contínua para frente e para trás. O tempo é apenas e, para atender aos requisitos de velocidade de rotação durante a lavagem, a velocidade de rotação durante a desidratação é geralmente baixa, geralmente apenas 400 rpm a 600 rpm.
(2) A eficiência é muito baixa
A eficiência é geralmente inferior a 30 por cento, e a corrente de partida é muito grande, podendo chegar a 7 a 8 vezes a corrente nominal. É difícil se adaptar às frequentes condições de lavagem para frente e para trás.
O motor da série é um motor da série DC, que tem as vantagens de grande torque de partida, alta eficiência, regulação de velocidade conveniente e bom desempenho dinâmico. No entanto, a desvantagem do motor em série é que a estrutura é complexa, a corrente do rotor precisa ser comutada mecanicamente através do comutador e da escova, e o atrito de deslizamento entre o comutador e a escova é propenso a desgaste mecânico, ruído, faíscas e interferência eletromagnética. Isso reduz a confiabilidade do motor e reduz sua vida útil.
As características do motor de relutância comutada permitem obter bons resultados quando aplicado em máquinas de lavar. O sistema de controle de velocidade do motor de relutância do interruptor tem uma ampla faixa de controle de velocidade, que pode fazer "lavagem" e
Fiação "todos funcionam na melhor velocidade para obter uma verdadeira lavagem padrão, lavagem rápida, lavagem suave, lavagem de veludo e até lavagem de velocidade variável. Você também pode escolher a velocidade de rotação à vontade ao centrifugar. Você também pode pressionar certas configurações. programa pode aumentar a velocidade de rotação, para que as roupas possam evitar vibrações e ruídos causados pela distribuição desigual durante o processo de desidratação. o processo de lavagem na rede elétrica, facilitando o processo de lavagem. , A comutação é estável e silenciosa. A alta eficiência do sistema de regulação de velocidade do motor de relutância do interruptor em toda a faixa de regulação de velocidade pode reduzir bastante o consumo de energia da máquina de lavar.
O motor CC sem escovas é de fato um forte concorrente do motor de relutância comutada, mas as vantagens do motor de relutância comutada são baixo custo, robustez, sem desmagnetização e excelente desempenho de partida.
3.3 Veículos Elétricos
Desde a década de 1980, devido à crescente atenção das pessoas às questões ambientais e energéticas, os veículos elétricos tornaram-se um meio de transporte ideal devido às suas vantagens de emissão zero, baixo ruído, amplas fontes de energia e alta utilização de energia. Os veículos elétricos têm os seguintes requisitos para o sistema de acionamento do motor: alta eficiência em toda a área de operação, alta densidade de potência e densidade de torque, ampla faixa de velocidade de operação e o sistema é à prova d'água, resistente a choques e impactos. Atualmente, os principais sistemas de acionamento de motores para veículos elétricos incluem motores de indução, motores CC sem escovas e motores de relutância comutados.
O sistema de controle de velocidade do motor de relutância comutada possui uma série de características de desempenho e estrutura, que o tornam muito adequado para veículos elétricos. Tem as seguintes vantagens no campo dos veículos elétricos:
(1) O motor tem uma estrutura simples e é adequado para alta velocidade. A maior parte da perda do motor está concentrada no estator, que é fácil de resfriar e pode ser facilmente transformado em uma estrutura à prova de explosão refrigerada a água, que basicamente não requer manutenção.
(2) A alta eficiência pode ser mantida em uma ampla faixa de potência e velocidade, o que é difícil para outros sistemas de acionamento alcançarem. Este recurso é muito benéfico para melhorar o curso de condução de veículos elétricos.
(3) É fácil realizar operação de quatro quadrantes, realizar feedback de regeneração de energia e manter forte capacidade de frenagem na área de operação de alta velocidade.
(4) A corrente de partida do motor é pequena, não há impacto na bateria e o torque de partida é grande, adequado para partida com carga pesada.
(5) Tanto o motor quanto o conversor de energia são muito robustos e confiáveis, adequados para vários ambientes agressivos e de alta temperatura e possuem boa adaptabilidade.
Em vista das vantagens acima, existem muitas aplicações práticas de motores de relutância comutada em veículos elétricos, ônibus elétricos e bicicletas elétricas em casa e no exterior.
