Radi rješavanja kontrolnih zadatakasuvremeni precizni sustavi, motor ventila se sve više koristi. To karakterizira velika prednost takvih uređaja, kao i aktivno formiranje računskih mogućnosti mikroelektronike. Kao što znate, oni mogu osigurati visoku dugotrajnu gustoću okretnog momenta i energetsku učinkovitost u usporedbi s drugim vrstama motora.
Motor se sastoji od sljedećih dijelova:
1. Stražnja strana kućišta.
2. Stator.
3. Ležaj.
4. Magnetski disk (rotor).
5. Ležaj.
6. Stator s namotom.
7. Prednja strana kućišta.
Motor ventila ima odnos izmeđuvišefazni namot statora i rotora. Imaju trajne magnete i ugrađeni senzor položaja. Prebacivanje uređaja ostvaruje se pomoću pretvarača ventila, što je rezultiralo tim imenom.
Krug motora ventila sastoji se od stražnjeg dijelapoklopac i tiskana ploča senzora, čahura ležaja, osovina i sam ležaj, magneti rotora, izolacijski prsten, namotaj, rešetkasta opruga, odstojna čahura, Hall senzor, izolacija, kućište i žice.
U slučaju zvjezdanog spoja namota, uređajima velike konstantne momente, stoga se takav sklop koristi za upravljanje osi. U slučaju delta namota, mogu se koristiti za rad velike brzine. Najčešće se broj parova polova izračunava brojem rotorskih magneta koji pomažu u određivanju omjera električnih i mehaničkih okretaja.
Stator se može napraviti s bez željeza iliželjezna jezgra. Korištenjem takvih izvedbi s prvom opcijom moguće je osigurati da nema privlačenja rotorskih magneta, ali se u isto vrijeme učinkovitost motora smanjuje za 20% zbog smanjenja vrijednosti konstantnog momenta.
Iz dijagrama je vidljivo da se u statoru struja stvara u namotima, a u rotoru pomoću visokoenergetskih trajnih magneta.
Legenda:
- VT1-VT7 - tranzistorski komunikatori;
- A, B, C - faze namotavanja;
- M - obrtni moment motora;
- DR - senzor položaja rotora;
- U - regulator napona napajanja motora;
- S (jug), N (sjever) - smjer magneta;
- UZ - pretvarač frekvencije;
- BR - senzor brzine;
- VD - zener dioda;
- L - prigušnica.
Dijagram motora pokazuje da je jedan od glavnihPrednosti rotora u koji su ugrađeni trajni magneti je smanjenje njegovog promjera i, kao posljedica, smanjenje momenta tromosti. Takvi uređaji mogu se ugraditi u sam uređaj ili smjestiti na njegovu površinu. Smanjenje ovog pokazatelja vrlo često dovodi do malih vrijednosti ravnoteže momenta tromosti samog motora i opterećenja dovedenog na njegovo vratilo, što otežava rad pogona. Iz tog razloga proizvođači mogu ponuditi standardni i 2-4 puta veći moment tromosti.
Danas postaje vrlo popularnamotor ventila, čiji se princip rada temelji na činjenici da kontroler uređaja počinje mijenjati namote statora. Zbog toga vektor magnetskog polja ostaje uvijek pomaknut za kut koji se približava 900 (-900) u odnosu na rotor. Regulator je dizajniran za kontrolu struje koja se kreće kroz namote motora, uključujući veličinu magnetskog polja statora. Stoga je moguće regulirati trenutak koji djeluje na uređaj. Mjerom kuta između vektora može se odrediti smjer vrtnje koji na njega djeluje.
Mora se imati na umu da govorimo o električnojstupnjeva (mnogo su manje geometrijski). Na primjer, dat ćemo izračun motora bez četkica s rotorom, koji ima 3 para parova. Tada će njegov optimalni kut biti 900/3 = 300. Ovi parovi osiguravaju 6 faza sklopnih namota, a zatim se ispostavlja da se vektor statora može kretati u koracima od 600. Iz toga se vidi da će stvarni kut između vektora nužno varirati od 600 do 1200, počevši od rotacija rotora.
Motor ventila, čiji je principtemelji se na rotaciji sklopnih faza, zbog čega se pobudni tok održava relativno konstantnim kretanjem armature, nakon njihove interakcije počinje stvarati moment rotacije. Teži okretanju rotora na takav način da se svi tokovi pobude i sidra podudaraju zajedno. No tijekom svog okreta senzor počinje prebacivati namote i protok se pomiče na sljedeći korak. U ovom će se trenutku rezultirajući vektor pomaknuti, ali ostati potpuno stacionaran u usporedbi s protokom rotora, što u konačnici stvara moment okretnog vratila.
Korištenjem motora ventila u radu mogu se primijetiti sljedeće prednosti:
- mogućnost korištenja širokog raspona za izmjenu brzine;
- visoka dinamika i performanse;
- maksimalna točnost pozicioniranja;
- niski troškovi održavanja;
- uređaj se može klasificirati kao eksplozijski zaštićeni objekti;
- ima sposobnost izdržavanja velikih preopterećenja u trenutku rotacije;
- visoka učinkovitost, koja je veća od 90%;
- postoje klizni elektronički kontakti, koji značajno povećavaju radni resurs i vijek trajanja;
- tijekom dugotrajnog rada nema pregrijavanja elektromotora.
Unatoč ogromnom broju prednosti, motor ventila ima i nedostatke u radu:
- prilično složeno upravljanje električnim motorom;
- relativno visoka cijena uređaja zbog upotrebe rotora u njegovom dizajnu, koji ima skupe trajne magnete.
Motor ventila-prigušnice je uređaju kojem je osiguran komutacijski magnetski otpor. U njemu dolazi do pretvorbe energije zbog promjene induktiviteta namota koji se nalaze na izraženim zubima statora pri pomicanju zupčastog magnetskog rotora. Uređaj prima energiju iz električnog pretvarača, koji naizmjenično prebacuje namote motora u strogom skladu s kretanjem rotora.
Motor ventila-prigušnice jeje složeni složeni sustav u kojem komponente, različite po svojoj fizičkoj prirodi, rade zajedno. Uspješan dizajn takvih uređaja zahtijeva dubinsko poznavanje dizajna strojeva i mehanike, kao i elektronike, elektromehanike i mikroprocesorske tehnologije.
Suvremeni uređaj djeluje kaoelektromotor koji djeluje zajedno s elektroničkim pretvaračem, a koji je proizveden primjenom integrirane tehnologije pomoću mikroprocesora. Omogućuje visokokvalitetnu kontrolu motora s najboljim performansama recikliranja energije.
Takvi su uređaji vrlo dinamični,veliki kapacitet preopterećenja i precizno pozicioniranje. S obzirom na to da u njima nema pokretnih dijelova, njihova je upotreba moguća u eksplozivno agresivnom okruženju. Takvi se motori nazivaju i motorima bez četkica, njihova glavna prednost u usporedbi s kolektorskim motorima je brzina koja ovisi o opskrbnom naponu momenta opterećenja. Također, drugo važno svojstvo je odsutnost abraziranih i trljajućih elemenata koji prebacuju kontakte, čime se povećava resurs korištenja uređaja.
Mogu se nazvati svi istosmjerni motoribez četkica. Pokreću se mrežom istosmjerne struje. Sklop četkica predviđen je za električno međusobno povezivanje krugova rotora i statora. Takav je dio najranjiviji i prilično ga je teško održavati i popravljati.
Motor istosmjernog ventila radi premaisti princip kao i svi sinkroni uređaji ove vrste. To je zatvoreni sustav koji uključuje pretvarač snage poluvodiča, senzor položaja rotora i koordinator.
Takvi uređaji dobivaju snagu iz mrežanaizmjenična struja. Brzina vrtnje rotora i kretanje prvog harmonika magnetske sile statora u potpunosti se podudaraju. Ova podvrsta motora može se koristiti pri velikim snagama. U ovu skupinu spadaju koračni i mlazni ventili. Karakteristična značajka koračnih uređaja je diskretno kutno pomicanje rotora tijekom njegovog rada. Namoti se napajaju poluvodičkim komponentama. Upravljanje motorom ventila provodi se sekvencijalnim pomicanjem rotora, što stvara prebacivanje njegovog napajanja s jednog namota na drugi. Ovaj se uređaj može podijeliti u jednofaznu, trofaznu i višefaznu, od kojih prva može sadržavati krug za namotavanje ili fazni pomak, kao i ručno pokretanje.
Sinkroni motor ventila radina temelju interakcije magnetskih polja rotora i statora. Shematski, magnetsko polje tijekom rotacije može se prikazati prednostima istih magneta koji se kreću brzinom magnetskog polja statora. Također je moguće predstaviti polje rotora kao trajni magnet koji se sinkrono okreće s poljem statora. U nedostatku vanjskog momenta koji se primjenjuje na osovinu uređaja, osi se potpuno podudaraju. Djelujuće sile privlačenja prolaze duž cijele osi polova i mogu se međusobno kompenzirati. Kut između njih jednak je nuli.
Ako na osovinu stroja utječekočioni moment, tada se rotor pomiče bočno. Zbog toga su sile privlačenja podijeljene u komponente, koje su usmjerene duž osi pozitivnih pokazatelja i okomito na os polova. Ako se primijeni vanjski moment koji stvara ubrzanje, odnosno počinje djelovati u smjeru rotacije osovine, slika o interakciji polja potpuno će se promijeniti u suprotnu. Smjer kutnog pomaka počinje se transformirati u suprotan, a u vezi s tim mijenja se smjer tangencijalnih sila i učinak elektromagnetskog momenta. U ovoj situaciji motor koči, a uređaj radi kao generator koji mehaničku energiju koja se dovodi u vratilo pretvara u električnu. Zatim se preusmjerava na mrežu koja napaja stator.
Kad neće biti vanjskog, istaknutogtrenutak će početi zauzimati položaj u kojem će se os polova magnetskog polja statora podudarati s uzdužnim. Ovo postavljanje odgovarat će minimalnom otporu protoka u statoru.
U slučaju udara o osovinu stroja kočnicemomenta, rotor se skrene, dok će se magnetsko polje statora deformirati, jer protok teži zatvaranju s najmanjim otporom. Za njegovo određivanje potrebne su linije sile čiji će smjer u svakoj od točaka odgovarati kretanju djelovanja sile, pa će promjena polja dovesti do pojave tangencijalne interakcije.
Razmotrivši sve ove procese sinkronomotora, moguće je otkriti demonstrativni princip reverzibilnosti različitih strojeva, odnosno mogućnost bilo kojeg električnog aparata da promijeni smjer pretvorene energije u suprotan.
Motor ventila s permanentnim magnetom koristi se za rješavanje ozbiljnih obrambenih i industrijskih zadataka, budući da takav uređaj ima veliku granicu snage i učinkovitosti.
Ovi se uređaji najčešće koriste u industrijigdje je potrebna relativno mala potrošnja energije i male dimenzije. Mogu imati najrazličitije dimenzije, bez tehnoloških ograničenja. Istodobno, veliki uređaji nisu posve novi, već ih najčešće proizvode tvrtke koje nastoje prevladati ekonomske poteškoće koje ograničavaju domet tih uređaja. Oni imaju svoje prednosti, među kojima se može primijetiti visoka učinkovitost zbog gubitaka u rotoru i velika gustoća snage. Za upravljanje motorima bez četkica potreban je pogon promjenljive frekvencije.
Analiza isplativosti to pokazujeUređaji s trajnim magnetima mnogo su bolji od ostalih alternativnih tehnologija. Najčešće se koriste u industrijama s prilično teškim rasporedom rada brodskih motora, u vojnoj i obrambenoj industriji i drugim odjelima, čiji se broj neprestano povećava.
Ventilsko-mlazni motor radi sapomoću dvofaznih namotaja koji su ugrađeni oko dijametralno suprotnih polova statora. Napajanje se kreće prema rotoru u skladu s polovima. Dakle, njegovo protivljenje je potpuno svedeno na minimum.
Uradi sam motor ventila,pruža visoku učinkovitost pogonske brzine s optimiziranim magnetizmom za obrnuti rad. Podaci o položaju rotora koriste se za kontrolu faza napajanja naponom, jer je to optimalno za postizanje kontinuiranog i glatkog momenta i visoke učinkovitosti.
Signali koje generira relukcionni motor nanose se na kutnu nezasićenu fazu prigušnice. Minimalni otpor pola je potpuno jednak maksimalnoj induktivnosti uređaja.
Pozitivan trenutak može se dobiti samo sauglovi kad su pokazatelji pozitivni. Pri malim brzinama fazna struja mora biti ograničena kako bi se elektronika zaštitila od visokih volt-sekundi.
Mehanizam pretvorbe može se ilustriratilinija reaktivne energije. Moćna sfera karakterizira snagu koja se pretvara u mehaničku energiju. U slučaju naglog isključivanja, višak ili zaostala sila vraća se na stator. Minimalni pokazatelji utjecaja magnetskog polja na performanse uređaja glavna su razlika u odnosu na slične uređaje.
