English English
Status razvoja i izgledi DC motora za regulaciju brzine

Status razvoja i izgledi DC motora za regulaciju brzine

Status razvoja i izgledi DC motora za regulaciju brzine

U procesu moderne industrijske proizvodnje gotovo da nema mjesta bez upotrebe električnog pogona. Uz kontinuirano poboljšanje proizvodne tehnologije, kvaliteta proizvoda i izlaza, potrebno je sve više proizvodnih strojeva za realizaciju automatske regulacije brzine. Sistem električnog pogona sa podesivom brzinom može se podijeliti na regulaciju brzine DC i AC regulaciju brzine. DC motor ima odlične karakteristike regulacije brzine, glatku i praktičnu regulaciju brzine, laku i glatku regulaciju brzine u velikom rasponu, veliki kapacitet preopterećenja, može izdržati česta udarna opterećenja, može ostvariti često beskonačno brzo pokretanje, kočenje i rotaciju unatrag, i može ispunjavaju različite zahtjeve specijalnih operacija u sistemu automatizacije proizvodnog procesa. Do sada se još uvijek široko koristi u alatnim mašinama za rezanje metala, mašinama za papir i drugim poljima koja zahtijevaju kontrolirani električni pogon visokih performansi, stoga se sistem DC regulacije brzine još uvijek široko koristi u različitim proizvodnim odjelima s visokim zahtjevima za automatsko upravljanje. To je do sada glavni oblik sistema regulacije brzine. DC motori su podijeljeni u dvije kategorije: komutatorski i nekomutatorski. DC motor bez četkica razvijen je na bazi DC motora bez četkica. Godine 1831. Faraday je otkrio fenomen elektromagnetne indukcije, koji je postavio teorijske temelje modernog motora.

Prvi DC motor uspješno je razvijen 1840-ih. Bilo je potrebno oko 70 godina da DC motor sazri. Sa proširenjem upotrebe, zahtjevi za DC motorima su sve veći i veći. Očigledno, uređaj za komutaciju kontakata ograničava primjenu DC motora s četkicom u mnogim prilikama. U cilju zamjene mehaničkog kontaktnog uređaja strukture četkom komutatora četkice DC motora, ljudi su napravili dugotrajno istraživanje. Još 1915. godine američki langmil izumio je živin ispravljač koji kontrolira mrežu i napravio inverterski uređaj iz jednosmjerne u naizmjeničnu; Tridesetih godina prošlog stoljeća predloženo je korištenje ionskog uređaja za realizaciju takozvanog komutatorskog motora u kojem se namotaj statora motora zamjenjuje prema položaju rotora. Ova vrsta motora nema praktičan značaj zbog svoje slabe pouzdanosti, niske efikasnosti i teškog i složenog čitavog uređaja. Brzi razvoj nauke i tehnologije doneo je iskorak u tehnologiji poluprovodnika. Uspješan razvoj prekidačkog tranzistora unio je vitalnost u stvaranje novog motora - DC motora bez četkica.

Status razvoja i izgledi DC motora za regulaciju brzine

Godine 1955, D. Harrison i drugi u Sjedinjenim Državama prvi su podnijeli zahtjev za patent za zamjenu kontakta četkice motora sa tranzistorskom komutacijskom linijom, što je prototip DC motora bez četkica. Sastoji se od dijela za pojačavanje snage, dijela za detekciju signala, tijela magnetnog pola i tranzistorskog sklopnog kruga. Njegov princip rada je da kada se rotor rotira, periodični signalni potencijal se indukuje u signalnom namotu W1 ili W2. Ovaj signal uključuje tranzistore BG1 i BG2 respektivno, čime se energetski namotaji W1 i W2 napajaju naizmjenično, odnosno ostvaruje se komutacija. Problem je u tome što, prvo, kada se rotor ne rotira, nema induciranog potencijala u signalnom namotu, tranzistor nije prednapojen, a energetski namotaj se ne može hraniti, tako da ovaj motor bez četkica nema startni moment; drugo, zbog male strmine prednje ivice potencijala signala, potrošnja energije tranzistora je velika. Kako bi prevazišli ove nedostatke, ljudi koriste komutator centrifugalnog uređaja ili postavljaju pomoćni magnetni čelik na stator kako bi osigurali pouzdano pokretanje motora, ali struktura prvog je složena, dok je drugom još uvijek potreban dodatni startni impuls; Zatim, nakon ponovljenih eksperimenata i kontinuirane prakse, ljudi su konačno pronašli mehaničku komutaciju koja koristi senzor položaja i elektroničko komutacijsko kolo za zamjenu DC motora bez četkica, što je otvorilo novi put za razvoj DC motora bez četkica. Početkom 1960-ih, jedan za drugim su izašli senzori položaja blizinskog prekidača, senzor položaja tipa elektromagnetske rezonancije i senzor položaja visokofrekventne spojnice koji djeluju tako da se približavaju nečemu, a zatim su predstavljeni magnetoelektrični senzori za spojnicu i fotoelektrični senzori položaja. Naglim razvojem poluprovodničke tehnologije, ljude zanima Hallov efekat koji je otkrio američki Hall 1879. godine. Nakon mnogih napora, DC motor bez četkica uz pomoć Hall efekta uspješno je proizveden 1962. godine. Pojavom magnetno osjetljive diode koja je hiljadama puta osjetljiviji od Hallovog elementa, početkom 1970-ih uspješno je razvijen jednosmjerni motor bez četkica uz pomoć magnetno osjetljive diode.

Dok razvijaju različite tipove senzora položaja, ljudi pokušavaju pronaći DC motor bez četkica bez dodatne strukture senzora položaja. Godine 1968, w. mieslinger iz bivše Savezne Republike Njemačke predložio je novu metodu za realizaciju komutacije kapacitivnim faznim pomakom: na osnovu toga, R. hanitsh iz bivše Savezne Republike Njemačke uspješno je razvio jednosmjerni motor bez četkica bez dodatnog senzora položaja za realizaciju komutacije sa kombinacija digitalnog prstenastog distributera i diskriminatora nule. Ljudi su se posvetili istraživanju položaja bez senzora. Prema metodi identifikacije polova rotora sinhronog motora, polovni položaj rotora DC motora bez četkica dobija se indirektno korišćenjem indukovane elektromotorne sile (napona) namotaja statora, odnosno indirektne metode detekcije. U poređenju sa metodom direktne detekcije, senzor položaja je izostavljen, što može pojednostaviti složenost originalne strukture tela motora. Posebno je pogodan za DC motore bez četkica malih dimenzija i malog kapaciteta. Od 1980-ih, sa brzim razvojem mikrokompjuterske tehnologije, DC motor bez četkica bez senzora položaja rotora ušao je u praktičnu fazu; Osim toga, s pojavom multifunkcionalnih senzora, senzor je korišten u sistemu servo pogona DC motora bez četkica za detekciju položaja pola rotora, brzine i položaja servo u isto vrijeme.

Status razvoja i izgledi DC motora za regulaciju brzine

Od rođenja poluvodičke tehnologije kasnih 1950-ih, brzina razvoja je vrlo brza, a performanse energetskih poluvodičkih uređaja postepeno su se poboljšavale. U isto vrijeme, njegov odgovarajući pogonski krug se također brzo razvijao. Sada jedan pogonski krug može pokretati trofazne i šest prekidača, što uvelike pojednostavljuje periferni krug.

Krug, posebno dizajn pogonskog kruga. U isto vrijeme, pojava materijala visokih performansi s permanentnim magnetom, kao što su samarijum kobalt i neodimijum gvožđe bor, postavila je čvrst temelj za široku primenu DC motora bez četkica.

U nekim specijalnim poljima primjene koja zahtijevaju visoku efikasnost i veliku gustoću snage, to ukazuje na sjajnu perspektivu pogona DC motora bez četkica. Nastavit će se međunarodni razvoj DC motora bez četkica i njegovog pogonskog sistema sa svih aspekata. Kao rezultat toga, DC motor bez četkica nastavit će postati objekt servo uređaja visokih performansi bez položaja u budućnosti.

U DC električnom pogonskom sistemu potrebno je posebno upravljivo jednosmjerno napajanje. Prvo, originalni DC sistem regulacije brzine koristio je konstantan jednosmjerni napon za napajanje armature DC motora i realizovao regulaciju brzine promjenom otpora u kolu armature. Ova metoda je jednostavna, laka za proizvodnju i jeftina. Međutim, nedostaci su niska efikasnost, meke mehaničke karakteristike i ne može se glatko podesiti brzina u širokom rasponu, tako da se trenutno rijetko koristi. Drugo, kasnih 1930-ih pojavio se motor generatora (također poznat kao grupa rotacionih pretvarača). Uz upotrebu magnetnog pojačala, ekspandera motora, tiristora i drugih upravljačkih uređaja, mogu se postići odlične performanse regulacije brzine, kao što je širok raspon regulacije brzine (10:1 do desetina:1), mala brzina promjene brzine i glatka regulacija brzine, posebno kada je motor usporen, inercija zamašnjaka na osovini motora može se lako vratiti u električnu mrežu kroz generator. Na ovaj način, s jedne strane, mogu se postići glatke karakteristike kočenja, as druge strane mogu se smanjiti gubitak energije i poboljšati efikasnost. Međutim, glavni nedostatak sistema za regulaciju brzine generatora i motora je to što treba dodati dva rotirajuća motora ekvivalentna motoru za regulaciju brzine i neku pomoćnu opremu za pobudu, tako da je teško održavati volumen.

Status razvoja i izgledi DC motora za regulaciju brzine

DC motori se dijele u dvije kategorije: komutatorski i nekomutatorski. Sistem regulacije brzine DC motora je prvo koristio konstantan DC napon za napajanje DC motora i realizovao regulaciju brzine promjenom otpora u kolu armature. Ova metoda je jednostavna, laka za proizvodnju i jeftina; Međutim, nedostaci su niska efikasnost i meke mehaničke karakteristike, koje ne mogu postići široku i glatku regulaciju brzine. Ova metoda je primjenjiva samo na nekim poljima s malom snagom i bez raspona regulacije brzine Close. Kasnih 1930-ih, pojava generatora i sistema motora učinila je da se DC motor sa odličnim performansama regulacije brzine naširoko koristi. Ova metoda upravljanja može postići širok raspon regulacije brzine, malu brzinu promjene brzine i glatke performanse regulacije brzine. Međutim, glavni nedostaci ove metode su velika težina sistema, velika zauzetost zemljišta, niska efikasnost i teško održavanje. Poslednjih godina, sa brzim razvojem tehnologije energetske elektronike, sistem regulacije brzine motora jednosmerne struje napajan tiristorskim pretvaračem zamenio je generator i sistem regulacije brzine motora, a njegove performanse regulacije brzine su daleko premašile performanse generatora, dinamičke performanse i pouzdanost. . Razvoj IGBT i drugih uređaja velike snage u tehnologiji energetske elektronike zamjenjuje tiristore, a pojavio se i DC sistem regulacije brzine s boljim performansama. Dugo vremena se istraživanja u oblasti simulacije fokusirala na uspostavljanje simulacionog modela, odnosno, nakon uspostavljanja modela sistema, treba osmisliti algoritam koji će model sistema prihvatiti od strane računara, a zatim kompajlirati u računarski program i pokrenite na računaru. Stoga su se jedan za drugim rađali različiti algoritmi za simulaciju i softver za simulaciju.

Budući da postoji malo istraživanja o uspostavljanju modela i eksperimentu simulacije, modeliranje obično traje dugo. Istovremeno, analiza rezultata simulacije mora se oslanjati i na relevantne stručnjake, a nedostaje direktnih smjernica za donosioce odluka, što uvelike otežava donošenje odluka, ometa popularizaciju i primjenu simulacijske tehnologije.

Simulink, dinamički alat za simulaciju sistema koji obezbeđuje MATLAB, je najmoćniji, odličan i jednostavan za korišćenje među mnogim softverima za simulaciju. Efikasno rješava probleme u gornjoj tehnologiji simulacije. U Simulink-u će modeliranje sistema postati vrlo jednostavno, a proces simulacije je interaktivan, tako da se parametri simulacije mogu mijenjati po želji, a modificirani rezultati mogu se dobiti odmah. Osim toga, rezultati simulacije se mogu analizirati i vizualizirati korištenjem različitih alata za analizu u MATLAB-u.

Simulink može ići dalje od idealnog linearnog modela kako bi istražio realističnije modele nelinearnih problema, kao što su trenje, otpor zraka, zupčanik i drugi prirodni fenomeni u stvarnom svijetu; Može simulirati velike zvijezde i male molekularne atome. Može modelirati i simulirati širok spektar objekata, koji mogu biti ili mehanički, elektronski i drugi stvarni entiteti, ili idealni sistemi. Može simulirati složenost dinamičkog sistema, koji može biti kontinuiran, diskretan ili hibridan. Simulink će učiniti da vaš računar postane - laboratorija, koja se može koristiti za modeliranje i simulaciju različitih sistema koji postoje, ne postoje, ili čak suprotno u stvarnosti.

Tradicionalne metode istraživanja uglavnom uključuju analitičku metodu, eksperimentalnu metodu i simulacijski eksperiment. Prve dvije metode ne samo da imaju svoje prednosti, već imaju i različita ograničenja. Razvojem proizvodne tehnologije postavljaju se sve veći zahtjevi za električni pogon pri pokretanju i kočenju, rotaciji naprijed i nazad, tačnosti regulacije brzine, raspona regulacije brzine, statičkih karakteristika, dinamičkog odziva i sl., što zahtijeva ekstenzivnu upotrebu brzine. sistem regulacije. Zbog dobrih performansi regulacije brzine i performansi kontrole momenta DC motora, DC sistem regulacije brzine se koristi od 1930-ih. Proces njegovog razvoja je sljedeći: od upravljanja najranijim rotacijskim pretvaračem do upravljanja pojačalom i magnetnim pojačalom. Nadalje, DC regulacija brzine je realizovana statičkim tiristorskim pretvaračem i analognim kontrolerom. Kasnije se PWM upravljačko kolo sastavljeno od upravljivog ispravljača i tranzistora velike snage koristi za realizaciju digitalne DC regulacije brzine, što kontinuirano poboljšava brzinu, upravljivost i ekonomičnost sistema. Kontinuirano poboljšanje performansi regulacije brzine čini primenu DC sistema za regulaciju brzine sve širom.

Status razvoja i izgledi DC motora za regulaciju brzine

Razvojem proizvodne tehnologije postavljaju se sve veći zahtjevi za DC električni pogon u pokretanju i kočenju, rotaciji naprijed i nazad, preciznosti regulacije, opsegu regulacije brzine, statičkim karakteristikama i dinamičkom odzivu, što zahtijeva veliki broj sistema za regulaciju brzine istosmjerne struje. Stoga će istraživanje sistema regulacije brzine istosmjerne struje biti dublje.

DC motor je najraniji motor i najraniji motor koji ostvaruje regulaciju brzine. Dugo vremena DC motor zauzima dominantnu poziciju u kontroli brzine. Zbog svojih dobrih karakteristika linearne regulacije brzine, jednostavne performanse upravljanja, visoke efikasnosti i odličnih dinamičkih performansi, i dalje je najbolji izbor za većinu motora za regulaciju brzine. Stoga je od velikog značaja proučavanje upravljanja regulacijom brzine DC motora. Napon armature istosmjernog motora napaja se trofaznim tiristorskim ispravljačkim krugom kroz reaktor za izravnavanje L, a kut upravljanja tiristora se podešava promjenom kontrolnog signala okidača faznog pomaka UC, tako da se mijenja izlazni napon. ispravljača i realizovati regulaciju brzine DC motora. Slika 1-1 je šematski dijagram sistema za regulaciju brzine tiristorskog DC motora. Na slici, VT je tiristorski upravljivi ispravljač. Podešavanjem kontrolnog napona Uc uređaja za okidanje da pomjeri fazu okidačkog impulsa, prosječni ispravljeni napon UD može se promijeniti kako bi se ostvarila glatka regulacija brzine.

 

 

 

 

 

 Proizvođač zupčanika i električnih motora

Najbolja usluga direktno od našeg stručnjaka za prijenos pogona u vaš pretinac.

Stupiti u kontakt

Yantai Bonway Manufacturer Co.ltd

ANo.160 Changjiang Road, Yantai, Shandong, Kina(264006)

T + 86 535 6330966

W + 86 185 63806647

© 2024 Sogears. Sva prava zadržana.