Εισαγωγή: Οι κινητήρες συνεχούς ρεύματος χρησιμοποιούνται ευρέως στην καθημερινή μας ζωή, από μικρές οικιακές συσκευές μέχρι μεγάλο βιομηχανικό εξοπλισμό αυτοκινήτων. Υπάρχει μεγάλος αριθμός κινητήρων συνεχούς ρεύματος. Οι κινητήρες συνεχούς ρεύματος χωρίζονται γενικά σε δύο κατηγορίες: κινητήρες συνεχούς ρεύματος με μαγνητικό πεδίο περιέλιξης και κινητήρες συνεχούς ρεύματος μόνιμου μαγνητικού πεδίου.
Βουρτσισμένοι κινητήρες συνεχούς ρεύματος και κινητήρες συνεχούς ρεύματος χωρίς ψήκτρες
Καθώς οι δύο τύποι κινητήρων που αναφέρονται συχνά, η μεγαλύτερη διαφορά μεταξύ των δύο είναι η βούρτσα. Ο βουρτσισμένος κινητήρας συνεχούς ρεύματος χρησιμοποιεί μόνιμη μαγνητική δύναμη ως στάτορα, το πηνίο τυλίγεται στον ρότορα και η ενέργεια μεταδίδεται μέσω της μηχανικής δράσης της βούρτσας άνθρακα και της μηχανής μεταγωγέα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ονομάζεται κινητήρας συνεχούς ρεύματος με ψήκτρες, ενώ δεν υπάρχει μηχανικό εξάρτημα όπως ένας μεταγωγέας μεταξύ του ρότορα και του στάτορα του κινητήρα συνεχούς ρεύματος χωρίς ψήκτρες.
Η πτώση των βουρτσισμένων κινητήρων συνεχούς ρεύματος οφείλεται στο γεγονός ότι οι συσκευές ισχύος υψηλής απόδοσης ως διακόπτης του κινητήρα είναι πιο πρακτικές, πιο οικονομικές και αξιόπιστες στη λειτουργία ελέγχου, αντικαθιστώντας τα πλεονεκτήματα των βουρτσισμένων κινητήρων. Δεύτερον, οι κινητήρες συνεχούς ρεύματος χωρίς ψήκτρες δεν έχουν φθορά βούρτσας και έχουν περισσότερα πλεονεκτήματα στον ηλεκτρικό θόρυβο και τον μηχανικό θόρυβο, την ενεργειακή απόδοση, την αξιοπιστία και τη διάρκεια ζωής.
Ωστόσο, οι κινητήρες με βούρτσα εξακολουθούν να είναι μια αξιόπιστη επιλογή για εφαρμογές χαμηλού κόστους. Με το σωστό χειριστήριο και διακόπτη, μπορεί να επιτευχθεί καλή απόδοση. Δεδομένου ότι δεν απαιτούνται σχεδόν καθόλου ηλεκτρονικές συσκευές ελέγχου, ολόκληρο το σύστημα ελέγχου κινητήρα θα είναι αρκετά φθηνό. Επιπλέον, μπορεί να εξοικονομήσει χώρο που απαιτείται για την καλωδίωση και τους συνδέσμους και να μειώσει το κόστος των καλωδίων και των βυσμάτων, κάτι που είναι πολύ οικονομικό σε εφαρμογές που δεν απαιτούν ενεργειακή απόδοση.
Κινητήρες και κινητήρες συνεχούς ρεύματος
Οι κινητήρες και οι ηλεκτροκινητήρες είναι αδιαχώριστα, ειδικά τα τελευταία χρόνια, οι αλλαγές της αγοράς έχουν επιβάλει υψηλότερες απαιτήσεις για τους κινητήρες. Πρώτα απ 'όλα, υπάρχει μεγάλη απαίτηση για αξιοπιστία. Απαιτούνται διάφορες λειτουργίες προστασίας και απαιτείται ενσωματωμένος περιορισμός ρεύματος για τον έλεγχο του ρεύματος του κινητήρα όταν ο κινητήρας ξεκινά, σταματά ή σταματά. Όλα αυτά είναι βελτιώσεις στην αξιοπιστία.
Οι αλγόριθμοι ελέγχου μετάδοσης κίνησης υψηλής απόδοσης, όπως η τεχνολογία ψηφιακού ελέγχου περιστροφής κινητήρα που επιτυγχάνεται μέσω του ελέγχου ταχύτητας και του ελέγχου φάσης, και η τεχνολογία ελέγχου θέσης υψηλής ακρίβειας που απαιτείται από τους ενεργοποιητές, είναι απαραίτητοι για την ανάπτυξη συστημάτων εφαρμογής κινητήρα υψηλής απόδοσης. Αυτό απαιτεί αποτελεσματικούς αλγόριθμους ελέγχου μονάδας δίσκου που μπορούν να χρησιμοποιήσουν εύκολα οι σχεδιαστές. Και τώρα, πολλοί κατασκευαστές θα δημιουργήσουν απευθείας τον αλγόριθμο και θα τον εφαρμόσουν στο IC του προγράμματος οδήγησης, το οποίο είναι πιο βολικό για τους σχεδιαστές να χρησιμοποιούν. Η βολική σχεδίαση της μονάδας είναι πλέον πιο δημοφιλής.
Η σταθερότητα απαιτεί επίσης την υποστήριξη της τεχνολογίας οδήγησης. Η βελτιστοποίηση της κυματομορφής οδήγησης έχει μεγάλο αντίκτυπο στη μείωση του θορύβου και των κραδασμών του κινητήρα. Η τεχνολογία οδήγησης διέγερσης κατάλληλη για διάφορα μαγνητικά κυκλώματα κινητήρα μπορεί να μειώσει σημαντικά τη σταθερότητα των κινητήρων κατά την εργασία. Επιπλέον, είναι η συνεχής επιδίωξη χαμηλότερης κατανάλωσης ενέργειας και υψηλότερης απόδοσης.
Ο ρόλος της οδήγησης μισής γέφυρας, μια τυπική μέθοδος οδήγησης για κινητήρες συνεχούς ρεύματος, είναι να παράγει σήματα ενεργοποίησης AC μέσω σωλήνων ισχύος, δημιουργώντας έτσι μεγάλα ρεύματα για περαιτέρω κίνηση του κινητήρα. Σε σύγκριση με τα κυκλώματα οδήγησης πλήρους γέφυρας, τα κυκλώματα οδήγησης μισής γέφυρας είναι σχετικά χαμηλά σε κόστος και ευκολότερα στη διαμόρφωση. Τα κυκλώματα μισής γέφυρας είναι επιρρεπή σε επιδείνωση της κυματομορφής και παρεμβολές μεταξύ των μετατροπών ταλάντωσης. Τα κυκλώματα πλήρους γέφυρας είναι πιο ακριβά και πιο περίπλοκα και δεν είναι εύκολο να προκληθούν διαρροές.
Η δημοφιλής μονάδα δίσκου PWM είναι ήδη μια ευρέως χρησιμοποιούμενη λύση οδήγησης στους κινητήρες συνεχούς ρεύματος. Ένας από τους λόγους είναι ότι μπορεί να μειώσει την κατανάλωση ενέργειας του τροφοδοτικού κίνησης και χρησιμοποιείται ολοένα και περισσότερο. Πολλές λύσεις PWM κινητήρων έχουν επιτύχει πλέον υψηλό επίπεδο στη βελτίωση του μεγάλου κύκλου λειτουργίας, της κάλυψης συχνότητας και της μείωσης της κατανάλωσης ενέργειας.
Όταν οι βουρτσισμένοι κινητήρες κινούνται με PWM, η απώλεια μεταγωγής θα αυξηθεί με την αύξηση της συχνότητας PWM. Όταν μειώνετε το ρεύμα κυματισμού αυξάνοντας τη συχνότητα, είναι απαραίτητο να εξισορροπήσετε τη συχνότητα και την απόδοση. Η κίνηση PWM διέγερσης ημιτονοειδούς κύματος του κινητήρα χωρίς ψήκτρες είναι επίσης μια εξαιρετική λύση όσον αφορά την απόδοση, αν και είναι πιο περίπλοκη.
Περίληψη
Καθώς οι λειτουργικές απαιτήσεις της αγοράς τερματικών σταθμών αλλάζουν, οι απαιτήσεις για απόδοση κινητήρα συνεχούς ρεύματος και ενεργειακή απόδοση αυξάνονται σταδιακά. Είτε χρησιμοποιείτε κινητήρα συνεχούς ρεύματος με βούρτσα είτε κινητήρα συνεχούς ρεύματος χωρίς ψήκτρες, είναι απαραίτητο να επιλέξετε την κατάλληλη τεχνολογία μετάδοσης κίνησης σύμφωνα με τις ανάγκες της σκηνής για να επιτύχετε πιο αξιόπιστη, σταθερή και αποτελεσματική λειτουργία του κινητήρα.
