Принцип рада ДЦ мотора

.Машина једносмерне струје (ДЦ машина) се односи на ротирајући мотор способан да претвара електричну енергију из једносмерне струје у механичку енергију (као ДЦ мотор) или претвара механичку енергију у електричну енергију једносмерне струје (као генератор једносмерне струје). То је тип мотора који олакшава међусобну конверзију између електричне и механичке енергије. Када ради као мотор, функционише као ДЦ мотор, претварајући електричну енергију у механичку енергију; када ради као генератор, функционише као генератор једносмерне струје, претварајући механичку енергију у електричну.

 

Структура композиције

Структура ДЦ мотора треба да се састоји од два главна дела: статора и ротора. Стационарни део ДЦ мотора током рада назива се статор. Главна функција статора је да генерише магнетно поље, које се састоји од базе мотора, главних магнетних полова, реверзних полова, завршних капа, лежајева и уређаја за четке. Део који се ротира током рада назива се ротор, који углавном генерише електромагнетни обртни момент и индуковану електромоторну силу. То је чвориште за конверзију енергије у ДЦ моторима, па се обично назива арматуром, која се састоји од осовине, језгра арматуре, намотаја арматуре, комутатора и вентилатора.

 

Главни магнетни пол

Функција главног магнетног пола је да генерише магнетно поље ваздушног јаза. Главни магнетни пол се састоји од два дела: главног магнетног пола гвозденог језгра и побудног намотаја. Гвоздено језгро је углавном направљено од силиконских челичних плоча дебљине 0,5 мм до 1,5 мм, које су пресоване и спојене заједно. Подељен је на два дела: тело стуба и ципеле за стуб. Део на врху побудног намотаја назива се тело пола, а део на дну који је проширен назива се папуче стуба. Ципеле за стуб су шире од тела пола, које могу подесити дистрибуцију магнетног поља у ваздушном зазору и олакшати фиксирање побудног намотаја. Побудни намотај је направљен од изоловане бакарне жице и омотан око језгра главног магнетног пола. Цео главни магнетни стуб је причвршћен за базу машине помоћу вијака,

Обрнути стуб

Функција реверзног пола је да побољша комутацију и смањи могуће комутационе варнице између електричне четке и комутатора током рада мотора. Обично је инсталиран између два суседна главна магнетна пола и састоји се од гвозденог језгра са обрнутим полом и намотаја обрнутих пола. Намотај реверзног пола је направљен од изолованих жица намотаних око гвозденог језгра обрнутог пола, а број реверзних полова једнак је главним магнетним половима.

 

База машине

Спољни омотач статора мотора назива се база. Функција базе машине је двострука:

Један се користи за фиксирање главног магнетног пола, реверзног пола и крајњег поклопца, као и за подупирање и фиксирање целог мотора;

Друго, сама база машине је такође део магнетног кола, који формира магнетни пут између магнетних полова. Део кроз који пролази магнетни флукс назива се магнетни јарам. Да би се осигурало да основа машине има довољну механичку чврстоћу и добру магнетну проводљивост, углавном је направљена од ливеног челика или заварена од челичних плоча.

 

Уређај за електричну четку

Уређај са електричним четкицом се користи за увођење или издвајање једносмерног напона и једносмерне струје. Уређај за електричну четку састоји се од електричне четке, држача четкице, шипке за четкицу и држача шипке за четкицу. Електрична четка је постављена у држач четкице и притиснута опругом како би се обезбедио добар клизни контакт између четке и комутатора. Држач четкице је фиксиран на шипку за четкицу, која је постављена на кружно седиште шипке за четкицу и мора бити изолована један од другог. Седиште шипке четке је уграђено на крајњи поклопац или унутрашњи поклопац лежаја, а обимни положај се може подесити. Након подешавања, фиксира се.

 

(1) Арматурно гвоздено језгро

Језгро арматуре је главни део главног магнетног кола и користи се за уградњу намотаја арматуре. Опште арматурно гвоздено језгро је направљено од челичних силиконских лимова дебљине 0,5 мм избушених и ламинираних да би се смањили губици вртложних струја и хистерезе који настају у језгру арматуре током рада мотора. Наслагано гвоздено језгро је причвршћено на осовину или носач ротора. Спољни круг гвозденог језгра има прорезе за арматуру, у које су уграђени намотаји арматуре.

(2) Намотај арматуре

Функција намотаја арматуре је стварање електромагнетног момента и индуковане електромоторне силе, а кључна је компонента за конверзију енергије у ДЦ моторима, па се назива арматура. Састоји се од многих калемова (у даљем тексту компоненти) повезаних према одређеним правилима. Завојнице су намотане емајлираном жицом високе{2}}врсте или равном бакарном жицом омотаном стакленим влакнима. Рубови намотаја различитих намотаја су подељени на горњи и доњи слој и уграђени у прорез за арматуру. Изолација између намотаја и гвозденог језгра, као и између горње и доње ивице намотаја, мора се правилно одржавати. Да би се спречило да центрифугална сила избаци ивицу завојнице из прореза, прорез је фиксиран клиновима за прорезе. Крајњи прикључни део намотаја који излази из прореза је везан термореактивном не-тканом стакленом траком.

 

(3) Комутатор

У ДЦ мотору, комутатор је опремљен електричним четкама, које могу да конвертују спољашњу једносмерну струју у наизменичну струју у намотају арматуре, одржавајући смер електромагнетног момента константним; У ДЦ генератору, комутатор је опремљен електричним четкама, које могу да конвертују наизменичну електромоторну силу индуковану у намотају арматуре у директну електромоторну силу извучену из позитивних и негативних електричних четкица. Комутатор је цилиндрично тело састављено од многих комутаторских сегмената, који су изоловани слојевима лискуна између њих.

 

(4) Ротирајућа осовина

Осовина игра потпорну улогу у ротацији ротора и захтева одређени степен механичке чврстоће и крутости. Обично се обрађује од округлог челика

Главне категорије

 

(5)ДЦ генератор

ДЦ генератор је машина која претвара механичку енергију у ДЦ електричну енергију. Углавном се користи као извор енергије побуде за ДЦ моторе, електролизу, галванизацију, електрично топљење, пуњење и генераторе наизменичне струје. Иако се компоненте енергетских исправљача такође користе на местима где је потребна једносмерна струја за претварање наизменичне струје у једносмерну, у погледу одређених аспеката перформанси, извори напајања исправљача наизменичне струје не могу у потпуности да замене генераторе једносмерне струје.

(6) ДЦ мотор

Ротирајући уређај који претвара енергију једносмерне струје у механичку енергију. Статор електромотора обезбеђује магнетно поље, једносмерно напајање обезбеђује струју до намотаја ротора, а комутатор одржава смер струје ротора и обртни момент који генерише магнетно поље константним. ДЦ мотори се могу поделити у две категорије на основу тога да ли су опремљени уобичајено коришћеним комутаторима са четкицом, укључујући брушене ДЦ моторе и ДЦ моторе без четкица.

Једносмерни мотор без четкица је нови тип ДЦ мотора развијен последњих година развојем микропроцесорске технологије, применом нових енергетских електронских уређаја са високом фреквенцијом пребацивања и малом потрошњом енергије, као и оптимизацијом метода управљања и појавом ниско{0}}ценовних материјала са трајним магнетима са високим нивоом магнетне енергије.

(7) Принцип контроле

Принцип управљања једносмерног мотора без четкица је да да би се мотор ротирао, контролна јединица мора прво да одреди положај ротора мотора који детектује Холов сензор, а затим да одлучи о редоследу укључивања (или искључивања) транзистора снаге у претварачу према намотају статора. АХ, БХ, ЦХ (ови се зову транзистори снаге горњег крака) и АЛ, БЛ, ЦЛ (они се зову транзистори снаге доњег крака) у инвертору чине да струја тече кроз калем мотора у низу да би генерисала магнетно поље које се ротира напред (или уназад) и ступају у интеракцију са магнетом ротора, тако да се мотор окреће у смеру казаљке на сату. Када се ротор мотора ротира у позицију у којој Холов сензор детектује други скуп сигнала, контролна јединица укључује следећи сет транзистора снаге, тако да циклични мотор може да настави да се ротира у истом смеру све док контролна јединица не одлучи да заустави ротор мотора и искључи транзисторе снаге (или укључи само транзисторе снаге доњег крака); Ако се ротор мотора треба обрнути, редослед активирања транзистора снаге је обрнут.

 

У основи, начин отварања транзистора снаге може се приказати на следећи начин: АХ, БЛ група → АХ, ЦЛ група → БХ, ЦЛ група → БХ, АЛ група → ЦХ, АЛ група → ЦХ, БЛ група, али се не сме отварати као АХ, АЛ или БХ, БЛ или ЦХ, ЦЛ. Поред тога, пошто електронске компоненте увек имају време одзива прекидача, време одзива транзистора снаге треба узети у обзир приликом искључивања и укључивања. У супротном, када надлактица (или доња рука) није потпуно искључена, доња рука (или надлактица) ће већ бити укључена, што ће резултирати кратким спојем између надлактице и доње руке и сагоревањем транзистора снаге.

 

Када се мотор окреће, контролна јединица ће упоредити команду која се састоји од брзине и брзине убрзања/успоравања коју је поставио возач са брзином промене сигнала сензора Хола (или израчунате софтвером) да би утврдила да ли следећи сет прекидача (АХ, БЛ или АХ, ЦЛ или БХ, ЦЛ или...) треба да се укључи и трајање времена укључивања. Ако брзина није довољна, биће продужена; ако је брзина превелика, биће скраћена. Овај део посла завршава ПВМ. ПВМ је начин да се утврди да ли је брзина мотора брза или спора, а начин на који се генерише такав ПВМ је језгро за постизање прецизније контроле брзине.

 

Контрола велике{0}}брзине мора да размотри да ли је резолуција САТА система довољна да схвати време обраде софтверских инструкција. Поред тога, метод приступа подацима за промене сигнала Холовог сензора такође утиче на перформансе процесора, тачност процене и перформансе-у реалном времену. Што се тиче контроле ниске{4}}брзине, посебно покретања ниском{5}}брзином, промене у сигналу Холовог сензора који се враћа постају спорије. Веома је важно издвојити сигнал, обрадити га у право време и конфигурисати вредности контролних параметара на одговарајући начин у складу са карактеристикама мотора. Алтернативно, повратна информација о брзини се може подесити на основу промена кодера како би се повећала резолуција сигнала ради боље контроле. Мотор може радити глатко и добро реаговати, а прикладност ПИД контроле се не може занемарити. Као што је раније поменуто, једносмерни мотор без четкица је контрола затворене{13}}петље, тако да је повратни сигнал еквивалентан одељењу за контролу колико се брзина мотора још увек разликује од циљне брзине, што је грешка. Познавање грешке природно захтева компензацију, што се може постићи традиционалним инжењерским контролама као што је ПИД контрола. Међутим, стање и окружење контроле су заправо сложени и стално-се мењају. Да би се постигла робусна и издржљива контрола, фактори које треба узети у обзир можда неће бити у потпуности савладани традиционалном инжењерском контролом. Стога ће фуззи контрола, експертни системи и неуронске мреже такође бити укључени као важне теорије за интелигентну ПИД контролу.