Næstum helmingur af orkunotkun heimsins er neytt af mótorum, þannig að mikil afköst mótora er kölluð árangursríkasta ráðstöfunin til að leysa orkuvandamál heimsins.
Almennt séð vísar það til umbreytingar kraftsins sem myndast af straumnum sem flæðir í segulsviðinu í snúningsaðgerð og í víðum skilningi felur það einnig í sér línulega virkni.Samkvæmt gerð aflgjafa sem knúin er af mótor má skipta honum í DC mótor og AC mótor.Samkvæmt meginreglunni um snúnings hreyfils má gróflega skipta því í eftirfarandi flokka.(nema sérstakir mótorar)
AC AC mótor Bursti mótor: Víða notaði bursti mótorinn er almennt kallaður DC mótor.Rafskaut sem kallast "bursti" (stator hlið) og "commutator" (armature hlið) eru snert í röð til að skipta um straum og framkvæma þannig snúningsaðgerð.Burstalaus jafnstraumsmótor: Það þarf ekki bursta og kommutara, en notar rofaaðgerðir eins og smára til að skipta um straum og framkvæma snúning.Skrefmótor: Þessi mótor vinnur samstillt með púlsafli, svo hann er einnig kallaður púlsmótor.Einkenni þess er að það getur auðveldlega áttað sig á nákvæmri staðsetningaraðgerð.Ósamstilltur mótor: Riðstraumur lætur statorinn framleiða snúnings segulsvið, sem gerir það að verkum að snúningurinn framleiðir framkallaðan straum og snýst undir samspili hans.AC (riðstraums) mótor Samstilltur mótor: riðstraumur myndar snúnings segulsvið og snúningurinn með segulskautum snýst vegna aðdráttar.Snúningshraði er samstilltur við afltíðni.
Um straum, segulsvið og kraft Fyrst af öllu, til að auðvelda eftirfarandi skýringu á meginreglu hreyfilsins, skulum við rifja upp grunnlög/reglur um straum, segulsvið og kraft.Þó það sé tilfinning um nostalgíu er auðvelt að gleyma þessari þekkingu ef þú notar ekki segulmagnaðir hluti oft.
Hvernig snýst mótorinn?1) mótorinn snýst með hjálp seguls og segulkrafts.Í kringum varanlegan segul með snúningsskafti, ① snúðu seglinum (til að mynda snúnings segulsvið), ② samkvæmt meginreglunni um að mismunandi skautar N-skautsins og S-skautsins dragast að og sama stigi hrinda frá sér, ③ segulsins með snúningsskaft mun snúast.
Straumurinn sem flæðir í vírnum veldur snúnings segulsviði (segulkrafti) í kringum hann þannig að segullinn snýst, sem er í raun sama aðgerðaástand og þetta.
Að auki, þegar vírinn er spólaður í spólu, myndast segulkrafturinn og myndar stórt segulsviðsflæði (segulflæði), sem leiðir til N-póls og S-póls.Að auki, með því að setja járnkjarna inn í spólulaga leiðarann, verða segulsviðslínurnar auðvelt að fara í gegnum og geta myndað sterkari segulkraft.2) Raunverulegur snúningsmótor Hér, sem hagnýt aðferð við að snúa rafmagnsvél, er aðferðin til að framleiða snúnings segulsvið með því að nota þriggja fasa AC og spólu kynnt.(Þrífasa AC er riðstraumsmerki með fasabilinu 120.) Spólunum sem eru vafðir um járnkjarna er skipt í þrjá fasa og U-fasa spólur, V-fasa spólur og W-fasa spólur eru raðað með millibili á milli kl. 120. Spólurnar með háspennu mynda N póla og spólurnar með lágspennu mynda S póla.Hver fasi breytist í samræmi við sinusbylgju, þannig að pólun (N pól, S pól) sem myndast af hverri spólu og segulsvið hennar (segulkraftur) mun breytast.Á þessum tíma skaltu bara líta á spólurnar sem mynda N póla og breyta þeim í röð U-fasa spólu → V-fasa spólu → W-fasa spólu → U-fasa spólu, þannig að snúast.Uppbygging lítilla mótors Eftirfarandi mynd sýnir almenna uppbyggingu og samanburð á stigmótor, bursti DC mótor og burstalausum DC mótor.Grunnþættir þessara mótora eru aðallega spólur, seglar og snúningar.Að auki, vegna mismunandi gerða, er þeim skipt í fasta gerð spólu og fasta gerð seguls.
Hér er segull bursta DC mótorsins festur að utan og spólan snýst að innan.Burstinn og commutator eru ábyrgir fyrir því að veita orku til spólunnar og breyta straumstefnu.Hér er spóla burstalausa mótorsins festur að utan og segullinn snýst að innan.Vegna mismunandi gerða mótora eru uppbygging þeirra mismunandi jafnvel þótt grunnhlutirnir séu þeir sömu.Það verður útskýrt ítarlega í hverjum hluta.Bursti mótor Uppbygging burstamótors Eftirfarandi er útlit bursti DC mótorsins sem oft er notaður í líkaninu, og sprungið skýringarmynd af venjulegum tveggja póla (tveir seglum) þriggja raufa (þrjár spólur) mótor.Kannski hafa margir reynslu af því að taka mótorinn í sundur og taka út segullinn.Það má sjá að varanleg segull bursta DC mótorsins er fastur og spólan á bursta DC mótornum getur snúist um innri miðjuna.Fasta hliðin er kölluð „stator“ og snúningshliðin er kölluð „snúningur“.
Snúningsregla burstamótorsins ① Snúðu rangsælis frá upphafsstöðu Spóla A er efst, tengir aflgjafann við burstann og láttu vinstri hliðina vera (+) og hægri hliðina vera (-).Stór straumur rennur frá vinstri bursta til spólunnar A í gegnum kommutatorinn.Þetta er bygging þar sem efri hluti (utan) spólunnar A verður að S pólnum.Þar sem 1/2 af straumi spólu A rennur frá vinstri bursta til spólu B og spólu C í gagnstæða átt við spólu A, verða ytri hliðar spólu B og spólu C veikir N pólar (gefin til kynna með aðeins minni stöfum í mynd).Segulsviðið sem myndast í þessum spólum og fráhrinding og aðdráttarafl segla gera spólunum til að snúa rangsælis.② frekari snúning rangsælis.Næst er gert ráð fyrir að hægri burstinn sé í snertingu við tvo kommutara í því ástandi að spólan A snýst rangsælis um 30 gráður.Straumur spólunnar A rennur stöðugt frá vinstri bursta til hægri bursta og ytri hlið spólunnar heldur S pólnum.Sami straumur og spólan A rennur í gegnum spóluna B og utan á spólunni B verður sterkari N-pólur.Þar sem báðir endar spólu C eru skammhlaupaðir með burstum, flæðir enginn straumur og ekkert segulsvið myndast.Jafnvel í þessu tilviki mun það verða fyrir krafti snúningsins rangsælis.Frá ③ til ④ tekur efri spólan stöðugt við kraftinum sem hreyfist til vinstri og neðri spólan tekur stöðugt við kraftinum sem hreyfist til hægri og heldur áfram að snúast rangsælis.Þegar spólan snýst í ③ og ④ á 30 gráðu fresti, þegar spólan er staðsett fyrir ofan miðlæga lárétta ásinn, verður ytri hlið spólunnar S stöng;Þegar spólan er staðsett fyrir neðan verður hún N pól og þessi hreyfing er endurtekin.Með öðrum orðum, efri spólan verður ítrekað fyrir krafti sem hreyfist til vinstri og neðri spólan er endurtekið fyrir krafti sem hreyfist til hægri (bæði rangsælis).Þetta veldur því að snúningurinn snýst alltaf rangsælis.Ef aflgjafinn er tengdur við gagnstæða vinstri burstann (-) og hægri burstann (+), myndast segulsvið með gagnstæðar áttir í spólunni, þannig að stefna kraftsins sem beitt er á spóluna er líka gagnstæð, snýr réttsælis .Að auki, þegar aflgjafinn er aftengdur, mun snúningur burstamótorsins hætta að snúast vegna þess að það er ekkert segulsvið til að halda því að snúast.Þriggja fasa fullbylgju burstalaus mótor Útlit og uppbygging þrífasa fullbylgju burstalauss mótors
Skýringarmynd innra uppbyggingar og samsvarandi hringrás spólutengingar þriggja fasa fullbylgju burstalauss mótors. Næst er skýringarmynd af innri uppbyggingu og samsvarandi hringrásarmynd spólutengingarinnar.Skýringarmyndin fyrir innri uppbyggingu er einfalt dæmi um 2-póla (2 seglum) 3-raufa (3 spólur) mótor.Það er svipað og burstamótorbyggingin með sama fjölda skauta og rifa, en spóluhliðin er fast og segullinn getur snúist.Auðvitað er enginn bursti.Í þessu tilviki notar spólan Y-tengingaraðferð og hálfleiðaraþátturinn er notaður til að veita straumi til spólunnar og innstreymi og útstreymi straums er stjórnað í samræmi við stöðu snúnings segulsins.Í þessu dæmi er Hall frumefni notað til að greina stöðu segulsins.Hall frumefninu er komið fyrir á milli spólanna og skynjar framleidda spennu í samræmi við segulsviðsstyrkinn og notar hana sem staðsetningarupplýsingar.Á myndinni af FDD snældamótor sem gefin var áðan má einnig sjá að það er Hall þáttur (fyrir ofan spóluna) á milli spólunnar og spólunnar til að greina stöðuna.Hall element er vel þekktur segulskynjari.Stærð segulsviðs er hægt að breyta í stærð spennu og stefnu segulsviðsins er hægt að tákna með jákvæðum og neikvæðum.
Snúningsregla þrífasa fullbylgju burstalausa mótorsins Næst verður snúningsreglan burstalausa mótorsins útskýrð í samræmi við skrefin ① ~ ⑥.Til að auðvelda skilning er varanlegi segullinn einfaldaður úr hringlaga í rétthyrndan hér.① Í þrífasa spólunni, láttu spóluna 1 vera festa í 12:00 átt klukkunnar, spóluna 2 vera festa í 4:00:00 stefnu klukkunnar og spóluna 3 vera festa í 8 klukkan stefna klukkunnar.Látið N-pólinn á 2-póla varanlegu seglinum vera vinstra megin og S-pólinn hægra megin og hann getur snúist.Straumur Io streymir inn í spóluna 1 til að mynda S-pól segulsvið fyrir utan spóluna.Io/2 straumurinn streymir frá spólunni 2 og spólunni 3 til að mynda N-pól segulsvið utan spólunnar.Þegar segulsvið spólu 2 og spólu 3 eru mynduð með vektor, myndast N-pól segulsvið niður á við, sem er 0,5 sinnum stærð segulsviðsins sem myndast þegar straumur Io fer í gegnum eina spólu, og þegar hann er bætt við segulmagnið. sviði spólu 1, verður það 1,5 sinnum.Þetta mun framleiða samsett segulsvið með horninu 90 miðað við varanlega segulinn, þannig að hægt er að mynda hámarks tog og varanlegi segullinn snýst réttsælis.Þegar straumur spólunnar 2 er minnkaður og straumur spólunnar 3 er aukinn í samræmi við snúningsstöðu, snýst segulsviðið sem myndast einnig réttsælis og varanlegi segullinn heldur áfram að snúast.② Þegar snúið er um 30 gráður, rennur straumurinn Io inn í spóluna 1, þannig að straumurinn í spólunni 2 er núll og straumurinn Io rennur út úr spólunni 3. Ytri hlið spólunnar 1 verður S pólur, og ytri hlið spólunnar 3 verður N stöng.Þegar vigrarnir eru sameinaðir er segulsviðið sem myndast √3(≈1,72) sinnum það sem myndast þegar straumurinn Io fer í gegnum spólu.Þetta mun einnig framleiða segulsvið sem myndast í 90 horni miðað við segulsvið varanlegs segulsins og snúa réttsælis.Þegar innstreymisstraumur Io spólunnar 1 er minnkaður í samræmi við snúningsstöðu, innstreymisstraumur spólunnar 2 er aukinn úr núlli og útstreymisstraumur spólunnar 3 er aukinn í Io, snýst segulsviðið sem myndast einnig réttsælis, og varanlegi segullinn heldur áfram að snúast.Að því gefnu að hver fasastraumur sé sinuslaga, þá er straumgildið hér io× sin (π 3) = io× √ 32. Með vektormyndun segulsviðs er heildarsegulsviðið (√ 32) 2× 2 = 1,5 sinnum af segulsvið sem myndast af spólu.※.Þegar hver fasastraumur er sinusbylgja, sama hvar varanlegi segullinn er staðsettur, er stærð vigursamsetts segulsviðsins 1,5 sinnum af segulsviðinu sem myndast af spólu og segulsviðið myndar 90 gráðu horn m.t.t. segulsvið varanlegs segulsins.③ Í því ástandi að halda áfram að snúast um 30 gráður, rennur straumur Io/2 inn í spólu 1, straumur Io/2 rennur inn í spólu 2 og straumur Io rennur út úr spólu 3. Ytri hlið spólunnar 1 verður að S pólnum , ytri hlið spólunnar 2 verður að S pólnum, og ytri hlið spólunnar 3 verður N stöng.Þegar vigrarnir eru sameinaðir er segulsviðið sem myndast 1,5 sinnum það sem myndast þegar straumurinn Io flæðir í gegnum spólu (sama og ①).Hér verður tilbúið segulsvið með 90 gráðu horn miðað við segulsvið varanlegs segulsins einnig myndað og snúið réttsælis.④～⑥ Snúðu á sama hátt og ① ~ ③.Á þennan hátt, ef straumnum sem flæðir inn í spóluna er stöðugt skipt í samræmi við stöðu varanlegs segulsins, mun varanlegi segullinn snúast í fasta átt.Á sama hátt, ef straumurinn flæðir í gagnstæða átt og gervi segulsviðið er snúið við, mun það snúast rangsælis.Eftirfarandi mynd sýnir straum hverrar spólu í hverju skrefi frá ① til ⑥.Með ofangreindum inngangi ættum við að geta skilið sambandið milli núverandi breytinga og snúnings.stepmotor Stigmótor er eins konar mótor sem getur stjórnað snúningshorni og hraða samstillt og nákvæmlega með púlsmerki.Stigmótor er einnig kallaður „púlsmótor“.Stigmótor er mikið notaður í búnaði sem þarfnast staðsetningar vegna þess að hann getur aðeins gert nákvæma staðsetningu með opinni lykkjustýringu án þess að nota stöðuskynjara.Uppbygging skrefmótors (tvífasa tvískauta) Í útlitsdæmunum er útlit HB (hybrid) og PM (permanent segull) skrefmótora gefið upp.Byggingarmyndin í miðjunni sýnir einnig uppbyggingu HB og PM.Stepper mótor er uppbygging með föstum spólu og snúnings varanlegum segul.Hugmyndafræðileg skýringarmynd af innri uppbyggingu skrefmótors hægra megin er dæmi um PM mótor sem notar tvífasa (tveir hópa) spólur.Í grunnbyggingardæminu um stigmótor er spólunni komið fyrir að utan og varanlegi segullinn er raðað að innan.Auk tveggja fasa eru margar tegundir af spólum með þremur fasum og fimm jöfnum fasum.Sumir stigmótorar hafa aðra mismunandi uppbyggingu, en til að kynna starfsreglur þeirra gefur þessi grein grunnbyggingu skrefmótora.Í gegnum þessa grein vona ég að skilja að stigmótorinn samþykkir í grundvallaratriðum uppbyggingu spólufestingar og varanlegs segulsnúnings.Grundvallarstarfsregla skrefmótors (einfasa örvun) Eftirfarandi notar til að kynna grunnvinnureglu skrefmótors.① Straumur streymir inn frá vinstri hlið spólu 1 og út frá hægri hlið spólu 1. Ekki láta straum flæða í gegnum spólu 2. Á þessum tíma verður innra hlið vinstri spólu 1 N, og innan hægri spólan 1 verður S.. Þess vegna dregur miðsegullinn að segulsviði spólunnar 1 og stoppar í stöðu vinstri hliðar S og hægri hliðar N.. ② Stöðva strauminn í spólu 1, þannig að straumurinn streymir inn frá efri hlið spólu 2 og streymir út frá neðri hlið spólu 2. Innri hlið efri spólu 2 verður N og innri hlið neðri spólu 2 verður S.. Varanlegi segullinn laðast að segulsviði sínu og hættir að snúast 90 réttsælis.③ Stöðvaðu strauminn í spólu 2, þannig að straumurinn streymi inn frá hægri hlið spólu 1 og flæðir út frá vinstri hlið spólu 1. Inni í vinstri spólu 1 verður S, og innan í hægri spólu 1 verður N.. Varanlegi segullinn laðast að segulsviði sínu og snýst réttsælis í aðra 90 gráður til að stoppa.④ Stöðvaðu strauminn í spólunni 1, þannig að straumurinn streymi inn frá neðri hlið spólunnar 2 og flæðir út frá efri hlið spólunnar 2. Inni í efri spólu 2 verður S, og innri hlið spólunnar 2. neðri spóla 2 verður N.. Varanlegi segullinn dregur að segulsviði sínu og snýst réttsælis í aðra 90 gráður til að stoppa.Hægt er að snúa skrefmótornum með því að skipta um strauminn sem flæðir í gegnum spóluna í ofangreindri röð frá ① til ④ í gegnum rafrásina.Í þessu dæmi mun hver rofaaðgerð snúa skrefmótornum um 90. Þar að auki, þegar straumurinn rennur stöðugt í gegnum ákveðna spólu, getur það haldið stöðvunarástandinu og látið skrefmótorinn hafa togi.Við the vegur, ef straumnum sem flæðir í gegnum spóluna er snúið við, er hægt að snúa skrefamótornum í gagnstæða átt.
