W celu rozwiązania zadań kontrolnychw nowoczesnych systemach precyzyjnych coraz częściej stosuje się silnik zaworowy. Charakteryzuje się to wielką zaletą takich urządzeń, a także aktywnym kształtowaniem możliwości obliczeniowych mikroelektroniki. Jak wiecie, mogą zapewnić wysoką gęstość długiego momentu obrotowego i efektywność energetyczną w porównaniu do innych typów silników.
Silnik składa się z następujących części:
1. Tył obudowy.
2. Stojan.
3. Łożysko.
4. Dysk magnetyczny (wirnik).
5. Łożysko.
6. Stojan z uzwojeniem.
7. Przód obudowy.
Silnik zaworu ma związek międzywielofazowe uzwojenie stojana i wirnika. Mają magnesy trwałe i wbudowany czujnik położenia. Przełączanie urządzenia odbywa się za pomocą konwertera zaworów, w wyniku czego otrzymał tę nazwę.
Schemat silnika zaworu składa się z tyłupokrywa i płytka drukowana czujników, tulei łożyskowych, wału i samego łożyska, magnesów wirnika, pierścieni izolacyjnych, uzwojeń, sprężyn kratowych, tulei pośrednich, czujników Halla, izolacji, obudowy i przewodów.
W przypadku łączenia uzwojeń z urządzeniem „gwiazdowym”ma duże stałe momenty, więc ten zespół służy do sterowania osiami. W przypadku mocowania uzwojenia za pomocą „trójkąta” można je wykorzystać do pracy z dużymi prędkościami. Najczęściej liczbę par biegunów oblicza się na podstawie liczby magnesów wirnika, które pomagają określić stosunek obrotów elektrycznych i mechanicznych.
Stojan może być wykonany z żelaza lubżelazny rdzeń. Stosując takie konstrukcje z pierwszą opcją, można zapewnić brak przyciągania magnesów wirnika, ale nawet w tym momencie sprawność silnika zmniejsza się o 20% z powodu spadku stałej wartości momentu obrotowego.
Schemat pokazuje, że w stojanie prąd wytwarzany jest w uzwojeniach, a w wirniku jest wytwarzany za pomocą wysokoenergetycznych magnesów trwałych.
Legenda:
- VT1-VT7 - komunikatory tranzystorowe;
- A, B, C - uzwojenia fazowe;
- M - moment obrotowy silnika;
- DR - czujnik położenia wirnika;
- U - regulator napięcia silnika;
- S (południe), N (północ) - kierunek magnesu;
- UZ - przetwornica częstotliwości;
- BR - czujnik prędkości;
- VD - dioda Zenera;
- L - induktor.
Schemat silnika pokazuje, że jeden z głównychZaletą wirnika, w którym zainstalowane są magnesy trwałe, jest zmniejszenie jego średnicy, a co za tym idzie, zmniejszenie momentu bezwładności. Takie urządzenia mogą być wbudowane w samo urządzenie lub umieszczone na jego powierzchni. Obniżenie tego wskaźnika bardzo często prowadzi do niewielkich wartości bilansu momentu bezwładności samego silnika i obciążenia wywieranego na jego wał, co komplikuje działanie napędu. Z tego powodu producenci mogą zaoferować standardowy i 2-4-krotnie zwiększony moment bezwładności.
Dzisiaj staje się bardzo popularny.silnik zaworu, którego zasada opiera się na tym, że sterownik urządzenia zaczyna przełączać uzwojenia stojana. Z tego powodu wektor pola magnetycznego pozostaje zawsze przesunięty o kąt zbliżony do 900 (-900) względem wirnika. Sterownik przeznaczony jest do sterowania prądem przepływającym przez uzwojenia silnika, w tym wielkością pola magnetycznego stojana. Dlatego można dostosować moment, który wpływa na urządzenie. Miara kąta między wektorami może określać kierunek obrotu, który na nią działa.
Pamiętaj, że mówimy o elektrycestopnie (są znacznie mniejsze niż geometryczne). Na przykład podajemy obliczenia silnika zaworu z wirnikiem, który sam w sobie ma 3 pary biegunów. Wtedy jego optymalny kąt wyniesie 900/3 = 300. Pary te zapewniają 6 faz uzwojenia przełączającego, a następnie okazuje się, że wektor stojana może poruszać się skokami o wartości 600. Z tego wynika, że rzeczywisty kąt między wektorami musi koniecznie zmieniać się od 600 do 1200, zaczynając od obrotu wirnika.
Silnik zaworu, którego zasadaopiera się na rotacji faz przełączania, dzięki czemu przepływ wzbudzenia jest utrzymywany przez stosunkowo stały ruch twornika, po ich interakcji zaczyna się formować moment obrotowy. Ma zamiar obrócić wirnik w taki sposób, aby wszystkie strumienie wzbudzeń i kotwic pokrywały się ze sobą. Ale podczas swojej kolejki czujnik zaczyna przełączać uzwojenia, a przepływ przechodzi do następnego kroku. W tym momencie wynikowy wektor przesunie się, ale pozostanie całkowicie nieruchomy w porównaniu ze strumieniem wirnika, który ostatecznie tworzy moment obrotowy wału.
Używając działającego silnika zaworu, można zauważyć następujące zalety:
- możliwość zastosowania szerokiego zakresu do modyfikacji prędkości;
- wysoka dynamika i wydajność;
- maksymalna dokładność pozycjonowania;
- niskie koszty utrzymania;
- urządzenie można zaklasyfikować jako przedmioty przeciwwybuchowe;
- ma zdolność wytrzymywania dużych przeciążeń w momencie obrotu;
- wysoka sprawność, która przekracza 90%;
- istnieją przesuwne styki elektroniczne, które znacznie zwiększają zasoby robocze i żywotność;
- podczas długotrwałej eksploatacji nie dochodzi do przegrzania silnika elektrycznego.
Pomimo ogromnej liczby zalet silnik zaworu ma również wady w działaniu:
- dość złożone sterowanie silnikiem elektrycznym;
- stosunkowo wysoka cena urządzenia ze względu na zastosowanie w swojej konstrukcji wirnika, który posiada drogie magnesy trwałe.
Silnik cewki wentylatora jest urządzeniemw którym zapewniony jest przełączający opór magnetyczny. W nim konwersja energii następuje z powodu zmiany indukcyjności uzwojeń, które znajdują się na wyraźnych zębach stojana, gdy porusza się zębaty wirnik magnetyczny. Urządzenie jest zasilane z przetwornika elektrycznego, który naprzemiennie przełącza uzwojenia silnika ściśle zgodnie z ruchem wirnika.
Silnik cewki zaworu jestjest złożonym, złożonym systemem, w którym współpracują ze sobą komponenty o różnym charakterze fizycznym. Pomyślne zaprojektowanie takich urządzeń wymaga dogłębnej wiedzy z zakresu projektowania maszyn i mechaniki, a także elektroniki, elektromechaniki i technologii mikroprocesorowej.
Nowoczesne urządzenie działa jaksilnik elektryczny działający w połączeniu z przetwornikiem elektronicznym, który jest wytwarzany przy użyciu technologii integralnej wykorzystującej mikroprocesor. Pozwala na wysokiej jakości sterowanie silnikiem z najlepszą wydajnością recyklingu energii.
Takie urządzenia są bardzo dynamiczne,duża przeciążalność i precyzyjne pozycjonowanie. Ze względu na to, że nie ma w nich części ruchomych, ich zastosowanie jest możliwe w środowisku wybuchowo-agresywnym. Silniki takie nazywane są również silnikami bezszczotkowymi, ich główną zaletą w porównaniu z silnikami kolektorowymi jest prędkość, która zależy od napięcia zasilania momentu obciążenia. Kolejną ważną właściwością jest brak wytartych i ocierających się elementów, które przełączają styki, zwiększając w ten sposób zasoby użytkowania urządzenia.
Można wywołać wszystkie silniki prądu stałegobezszczotkowy. Zasilane są z sieci prądu stałego. Zespół szczotki służy do elektrycznego połączenia obwodów wirnika i stojana. Taka część jest najbardziej wrażliwa i raczej trudna w utrzymaniu i naprawie.
Silnik zaworu DC działa zgodnie zta sama zasada, co wszystkie urządzenia synchroniczne tego typu. Jest to system zamknięty, który zawiera półprzewodnikowy przetwornik mocy, czujnik położenia wirnika i koordynator.
Takie urządzenia są zasilane z sieciprąd przemienny. Prędkość obrotu wirnika i ruch pierwszej harmonicznej siły magnetycznej stojana całkowicie pokrywają się. Ten podtyp silników może być używany przy dużych mocach. Do tej grupy należą urządzenia z zaworami skokowymi i strumieniowymi. Charakterystyczną cechą urządzeń krokowych jest dyskretne przemieszczenie kątowe wirnika podczas jego pracy. Uzwojenia są zasilane przez elementy półprzewodnikowe. Sterowanie silnikiem zaworu odbywa się za pomocą sekwencyjnego przesuwania wirnika, co powoduje przełączanie jego zasilania z jednego uzwojenia na drugie. To urządzenie można podzielić na jedno-, trzy- i wielofazowe, z których pierwszy może zawierać obwód uzwojenia początkowego lub przesunięcia fazowego, a także uruchamiać ręcznie.
Silnik synchroniczny zaworu działaoparty na interakcji pól magnetycznych wirnika i stojana. Schematycznie pole magnetyczne podczas obrotu można zobrazować zaletami tych samych magnesów, które poruszają się z prędkością pola magnetycznego stojana. Możliwe jest również przedstawienie pola wirnika jako magnesu trwałego, który obraca się synchronicznie z polem stojana. W przypadku braku zewnętrznego momentu obrotowego, który jest przykładany do wału aparatu, osie całkowicie się pokrywają. Działające siły przyciągania przechodzą wzdłuż całej osi biegunów i mogą się wzajemnie kompensować. Kąt między nimi jest równy zero.
Jeśli na wale maszyny wpływamoment hamowania, następnie wirnik porusza się na boki. Dzięki temu siły przyciągania są podzielone na składowe, które są skierowane wzdłuż osi wskaźników dodatnich i prostopadle do osi biegunów. Jeśli zastosuje się moment zewnętrzny, który wytwarza przyspieszenie, to znaczy zacznie działać w kierunku obrotu wału, obraz interakcji pól całkowicie zmieni się na odwrotny. Kierunek przemieszczenia kątowego zaczyna się zmieniać na przeciwny, aw związku z tym zmienia się kierunek sił stycznych i efekt momentu elektromagnetycznego. W tej sytuacji silnik hamuje, a aparat pracuje jako generator, który zamienia energię mechaniczną dostarczaną na wałek na energię elektryczną. Następnie jest przekierowywany do sieci zasilającej stojan.
Kiedy nie będzie żadnego zewnętrznego, istotnegomoment zacznie przybierać pozycję, w której oś biegunów pola magnetycznego stojana pokryje się z osią podłużną. To umiejscowienie będzie odpowiadać minimalnemu oporowi przepływu w stojanie.
W przypadku uderzenia w wał maszyny hamulcaw momencie odchylenia wirnika, podczas gdy pole magnetyczne stojana zostanie zdeformowane, ponieważ przepływ ma tendencję do zamykania się przy najmniejszym oporze. Aby to określić, potrzebne są linie sił, których kierunek w każdym z punktów będzie odpowiadał ruchowi działania siły, dlatego zmiana pola doprowadzi do pojawienia się interakcji stycznej.
Uwzględniając wszystkie te procesy jako synchronicznesilniki, można ujawnić demonstracyjną zasadę odwracalności różnych maszyn, to znaczy możliwość zmiany kierunku przekształcanej energii przez dowolne urządzenie elektryczne na przeciwny.
Silnik zaworu z magnesami trwałymi jest używany do rozwiązywania poważnych zadań obronnych i przemysłowych, ponieważ takie urządzenie ma duży margines mocy i wydajności.
Urządzenia te są najczęściej używane w przemyślegdzie wymagane są stosunkowo niskie zużycie energii i niewielkie wymiary. Mogą mieć różnorodne wymiary, bez ograniczeń technologicznych. Jednocześnie duże urządzenia nie są zupełnie nowe, najczęściej są produkowane przez firmy, które starają się przezwyciężyć trudności ekonomiczne, które ograniczają zasięg tych urządzeń. Mają swoje zalety, wśród których można zauważyć wysoką sprawność wynikającą ze strat w wirniku oraz dużą gęstość mocy. Do sterowania silnikami bezszczotkowymi potrzebny jest napęd o zmiennej częstotliwości.
Analiza kosztów i korzyści pokazuje toUrządzenia z magnesami trwałymi są znacznie preferowane w stosunku do innych alternatywnych technologii. Najczęściej wykorzystywane są w branżach o dość ciężkim harmonogramie pracy silników okrętowych, w wojsku, przemyśle obronnym i innych działach, których liczba stale rośnie.
Silnik odrzutowy zaworowy współpracuje zza pomocą dwufazowych uzwojeń, które są zainstalowane wokół diametralnie przeciwnych biegunów stojana. Zasilacz porusza się w kierunku wirnika zgodnie z biegunami. W ten sposób jego sprzeciw jest całkowicie zminimalizowany.
Silnik zaworu zrób to sam,zapewnia wysoką sprawność prędkości napędu ze zoptymalizowanym magnetyzmem do pracy w odwrotnym kierunku. Informacje o położeniu wirnika są wykorzystywane do sterowania fazami zasilania napięciem, ponieważ jest to optymalne dla uzyskania ciągłego i płynnego momentu obrotowego oraz wysokiej wydajności.
Sygnały generowane przez silnik reluktancyjny nakładają się na kątową nienasyconą fazę cewki indukcyjnej. Minimalna rezystancja bieguna jest dokładnie taka sama, jak maksymalna indukcyjność urządzenia.
Pozytywny moment można uzyskać tylko za pomocąrogi, gdy wskaźniki są dodatnie. Przy niskich prędkościach prąd fazowy musi być ograniczony w celu ochrony elektroniki przed wysokimi woltosekundami.
Można zilustrować mechanizm konwersjilinia energii biernej. Sfera mocy charakteryzuje moc, która jest przekształcana w energię mechaniczną. W przypadku nagłego wyłączenia nadmierna lub szczątkowa siła powraca do stojana. Minimalne wskaźniki wpływu pola magnetycznego na działanie urządzenia są główną różnicą w stosunku do podobnych urządzeń.
