Afin de résoudre les tâches de contrôlesystèmes de précision modernes, le moteur de vanne est de plus en plus utilisé. Cela se caractérise par le grand avantage de tels dispositifs, ainsi que par la formation active des capacités de calcul de la microélectronique. Comme vous le savez, ils peuvent fournir une densité de couple et une efficacité énergétique à long terme élevées par rapport aux autres types de moteurs.
Le moteur se compose des pièces suivantes:
1. Arrière du boîtier.
2. Stator.
3. Roulement.
4. Disque magnétique (rotor).
5. Roulement.
6. Stator avec enroulement.
7. Face avant du boîtier.
Le moteur de la vanne a une relation entreenroulement de stator et de rotor multiphasé. Ils ont des aimants permanents et un capteur de position intégré. La commutation de l'appareil est réalisée à l'aide d'un convertisseur de vanne, à la suite de laquelle il a reçu ce nom.
Le circuit du moteur de la vanne se compose d'uncouvercle et carte de circuits imprimés des capteurs, manchon de palier, arbre et palier lui-même, aimants de rotor, bague isolante, enroulement, ressort de treillis, manchon d'espacement, capteur à effet Hall, isolation, boîtier et fils.
Dans le cas d'une connexion en étoile des enroulements, l'appareila de grands moments constants, par conséquent, un tel assemblage est utilisé pour contrôler les axes. Dans le cas des enroulements delta, ils peuvent être utilisés pour un fonctionnement à grande vitesse. Le plus souvent, le nombre de paires de pôles est calculé par le nombre d'aimants du rotor, qui aident à déterminer le rapport des révolutions électrique et mécanique.
Le stator peut être fabriqué avec ou sans fernoyau de fer. En utilisant de telles conceptions avec la première option, il est possible de s'assurer qu'il n'y a pas d'attraction des aimants du rotor, mais au même instant le rendement du moteur diminue de 20% en raison d'une diminution de la valeur du couple constant.
On peut voir sur le diagramme que dans le stator, le courant est généré dans les enroulements et dans le rotor, il est généré à l'aide d'aimants permanents à haute énergie.
Légende:
- VT1-VT7 - communicateurs à transistors;
- A, B, C - phases d'enroulement;
- M - couple moteur;
- DR - capteur de position du rotor;
- U - régulateur de tension d'alimentation du moteur;
- S (sud), N (nord) - direction de l'aimant;
- UZ - convertisseur de fréquence;
- BR - capteur de vitesse;
- Diode VD - Zener;
- L - inducteur.
Le diagramme du moteur montre que l'un des principauxLes avantages d'un rotor dans lequel sont installés des aimants permanents sont une réduction de son diamètre et, par conséquent, une réduction du moment d'inertie. De tels dispositifs peuvent être intégrés au dispositif lui-même ou situés sur sa surface. Une diminution de cet indicateur conduit très souvent à de faibles valeurs de l'équilibre du moment d'inertie du moteur lui-même et de la charge portée sur son arbre, ce qui complique le fonctionnement de l'entraînement. Pour cette raison, les fabricants peuvent offrir un moment d'inertie standard et 2 à 4 fois plus élevé.
Aujourd'hui, il devient très populaireun moteur de vanne dont le principe de fonctionnement est basé sur le fait que le contrôleur du dispositif commence à commuter les enroulements du stator. De ce fait, le vecteur champ magnétique reste toujours décalé d'un angle approchant 900 (-900) par rapport au rotor. Le contrôleur est conçu pour contrôler le courant qui se déplace dans les enroulements du moteur, y compris l'amplitude du champ magnétique du stator. Par conséquent, il est possible de régler le moment qui agit sur l'appareil. La mesure de l'angle entre les vecteurs peut déterminer le sens de rotation qui agit sur lui.
Il faut garder à l'esprit que nous parlons d'électricitédegrés (ils sont beaucoup moins géométriques). Par exemple, nous donnerons le calcul d'un moteur sans balais avec un rotor, qui a 3 paires de pôles. Son angle optimal sera alors 900/3 = 300. Ces paires prévoient 6 phases des enroulements de commutation, alors il s'avère que le vecteur stator peut se déplacer par pas de 600. On voit de là que l'angle réel entre les vecteurs variera nécessairement de 600 à 1200, en commençant par le rotation du rotor.
Moteur de vanne dont le principeest basé sur la rotation des phases de commutation, grâce à laquelle le flux d'excitation est maintenu par un mouvement relativement constant de l'armature, après leur interaction, il commence à former un moment de rotation. Il aspire à faire tourner le rotor de manière à ce que tous les flux d'excitation et d'ancres coïncident. Mais pendant son tour, le capteur commence à commuter les enroulements et le flux passe à l'étape suivante. A ce moment, le vecteur résultant se déplacera, mais restera complètement stationnaire par rapport au flux du rotor, ce qui créera finalement le couple de l'arbre.
En utilisant un moteur de vanne en fonctionnement, on peut noter les avantages suivants:
- la possibilité d'utiliser une large gamme pour modifier la fréquence de rotation;
- dynamique et performances élevées;
- précision de positionnement maximale;
- faibles coûts de maintenance;
- l'appareil peut être classé comme des objets antidéflagrants;
- a la capacité de résister à des surcharges importantes au moment de la rotation;
- rendement élevé, supérieur à 90%;
- il existe des contacts électroniques coulissants, ce qui augmente considérablement la ressource de travail et la durée de vie;
- pendant le fonctionnement à long terme, il n'y a pas de surchauffe du moteur électrique.
Malgré le grand nombre d'avantages, le moteur de vanne présente également des inconvénients en fonctionnement:
- commande de moteur électrique assez complexe;
- prix relativement élevé de l'appareil en raison de l'utilisation d'un rotor dans sa conception, qui a des aimants permanents coûteux.
Un moteur à inductance de ventilateur est un appareildans lequel une résistance magnétique de commutation est prévue. Dans celui-ci, la conversion d'énergie se produit en raison d'une modification de l'inductance des enroulements, qui sont situés sur les dents prononcées du stator lorsque le rotor magnétique denté se déplace. Le dispositif est alimenté par un convertisseur électrique, qui commute alternativement les enroulements du moteur en stricte conformité avec le mouvement du rotor.
Le moteur à inductance de soupape estest un système complexe et complexe dans lequel des composants, divers dans leur nature physique, travaillent ensemble. La conception réussie de tels dispositifs nécessite une connaissance approfondie de la conception des machines et de la mécanique, ainsi que de l'électronique, de l'électromécanique et de la technologie des microprocesseurs.
L'appareil moderne agit commeun moteur électrique agissant en conjonction avec un convertisseur électronique, qui est fabriqué en utilisant une technologie intégrale utilisant un microprocesseur. Il permet un contrôle moteur de haute qualité avec les meilleures performances de recyclage d'énergie.
Ces appareils sont très dynamiques,grande capacité de surcharge et positionnement précis. En raison du fait qu'ils ne contiennent aucune pièce mobile, leur utilisation est possible dans un environnement explosif et agressif. De tels moteurs sont également appelés moteurs brushless, leur principal avantage, par rapport aux moteurs collecteurs, est la vitesse, qui dépend de la tension d'alimentation du couple de charge. En outre, une autre propriété importante est l'absence d'éléments abrasés et frottants qui commutent les contacts, augmentant ainsi la ressource d'utilisation du dispositif.
Tous les moteurs à courant continu peuvent être appelésbrushless. Ils sont alimentés par un réseau à courant continu. L'ensemble de balais est prévu pour l'interconnexion électrique des circuits du rotor et du stator. Une telle pièce est la plus vulnérable et plutôt difficile à entretenir et à réparer.
Le moteur de la vanne CC fonctionne selonle même principe que tous les dispositifs synchrones de ce type. C'est un système fermé qui comprend un convertisseur semi-conducteur de puissance, un capteur de position du rotor et un coordinateur.
Ces appareils sont alimentés par les réseauxcourant alternatif. La vitesse de rotation du rotor et le mouvement de la première harmonique de la force magnétique du stator coïncident complètement. Ce sous-type de moteurs peut être utilisé à des puissances élevées. Ce groupe comprend les dispositifs à valve à pas et à jet. Une caractéristique distinctive des dispositifs pas à pas est le déplacement angulaire discret du rotor pendant son fonctionnement. Les enroulements sont alimentés par des composants semi-conducteurs. La commande du moteur de la vanne s'effectue avec un déplacement séquentiel du rotor, ce qui crée la commutation de son alimentation d'un enroulement à l'autre. Ce dispositif peut être divisé en une, trois et polyphasées, dont la première peut contenir un enroulement de démarrage ou un circuit de déphasage, ainsi qu'un démarrage manuel.
Le moteur synchrone de la vanne fonctionnebasé sur l'interaction des champs magnétiques du rotor et du stator. Schématiquement, le champ magnétique lors de la rotation peut être représenté par les avantages des mêmes aimants, qui se déplacent à la vitesse du champ magnétique du stator. Il est également possible de représenter le champ du rotor comme un aimant permanent qui tourne de manière synchrone avec le champ du stator. En l'absence d'un couple externe appliqué à l'arbre de l'appareil, les axes coïncident complètement. Les forces d'attraction agissantes passent le long de tout l'axe des pôles et peuvent se compenser. L'angle entre eux est égal à zéro.
Si l'arbre de la machine est affecté parcouple de freinage, puis le rotor se déplace latéralement. Pour cette raison, les forces d'attraction sont divisées en composants, qui sont dirigés le long de l'axe des indicateurs positifs et perpendiculaires à l'axe des pôles. Si un moment externe est appliqué, ce qui crée une accélération, c'est-à-dire qu'il commence à agir dans le sens de rotation de l'arbre, l'image de l'interaction des champs changera complètement à l'opposé. La direction du déplacement angulaire commence à se transformer en sens inverse et, en relation avec cela, la direction des forces tangentielles et l'effet du moment électromagnétique changent. Dans cette situation, le moteur se met au freinage et l'appareil fonctionne comme un générateur, qui convertit l'énergie mécanique fournie à l'arbre en énergie électrique. Ensuite, il est redirigé vers le réseau alimentant le stator.
Quand il n'y aura pas d'externe, saillantle moment commencera à prendre une position à laquelle l'axe des pôles du champ magnétique statorique coïncidera avec l'axe longitudinal. Ce placement correspondra à la résistance minimale à l'écoulement dans le stator.
En cas de choc sur l'arbre machine du freinmoment, le rotor fléchit, tandis que le champ magnétique du stator sera déformé, puisque le flux a tendance à se fermer à la moindre résistance. Pour le déterminer, des lignes de force sont nécessaires, dont la direction à chacun des points correspondra au mouvement de l'action de la force, par conséquent, un changement de champ entraînera l'apparition d'une interaction tangentielle.
Ayant considéré tous ces processus de manière synchronemoteurs, il est possible de révéler le principe démonstratif de réversibilité de diverses machines, c'est-à-dire la possibilité pour tout appareil électrique de changer le sens de l'énergie convertie en sens inverse.
Le moteur de vanne à aimant permanent est utilisé pour résoudre des tâches de défense et industrielles sérieuses, car un tel dispositif a une grande marge de puissance et d'efficacité.
Ces appareils sont le plus souvent utilisés dans les industriesoù une consommation d'énergie relativement faible et de petites dimensions sont requises. Ils peuvent avoir une grande variété de dimensions, sans restrictions technologiques. Dans le même temps, les gros appareils ne sont pas entièrement nouveaux, ils sont le plus souvent produits par des entreprises qui cherchent à surmonter les difficultés économiques qui limitent la portée de ces appareils. Ils ont leurs propres avantages, parmi lesquels on peut noter un rendement élevé dû aux pertes dans le rotor et une densité de puissance élevée. Un variateur de fréquence est nécessaire pour contrôler les moteurs sans balais.
L'analyse coûts-avantages montre queLes dispositifs à aimant permanent sont de loin préférés aux autres technologies alternatives. Le plus souvent, ils sont utilisés pour les industries avec un calendrier de travail assez lourd de moteurs de navires, dans l'industrie militaire et de la défense et dans d'autres divisions, dont le nombre augmente constamment.
Le moteur à soupapes fonctionne avecen utilisant des enroulements biphasés installés autour de pôles statoriques diamétralement opposés. L'alimentation se déplace vers le rotor en fonction des pôles. Ainsi, son opposition est complètement minimisée.
Moteur de vanne à faire soi-même,fournit une vitesse d'entraînement à haut rendement avec un magnétisme optimisé pour un fonctionnement inverse. Les informations d'emplacement du rotor sont utilisées pour contrôler les phases de l'alimentation en tension, car elles sont optimales pour obtenir un couple continu et régulier et un rendement élevé.
Les signaux générés par le moteur à réluctance se superposent à la phase angulaire non saturée de l'inducteur. La résistance polaire minimale est exactement la même que l'inductance maximale de l'appareil.
Un moment positif ne peut être obtenu qu'avecvirages lorsque les indicateurs sont positifs. Aux basses vitesses, le courant de phase doit être limité afin de protéger l'électronique des hautes volt-secondes.
Le mécanisme de conversion peut être illustréligne d'énergie réactive. La sphère de puissance caractérise la puissance qui est convertie en énergie mécanique. En cas d'arrêt brutal, une force excessive ou résiduelle revient au stator. Les indicateurs minimaux de l'influence du champ magnétique sur les performances de l'appareil sont sa principale différence par rapport aux appareils similaires.
