Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!
Synchroniczne i asynchroniczne silniki prądu stałego DC są szeroko stosowane w różnych dziedzinach produkcji przemysłowej. W ramach tego artykułu szczegółowo omówimy ich strukturę i zasadę działania
Zasada działania
Bezszczotkowy silnik zaworu VMED, TLD jest rodzajem silnika elektrycznego, który indukuje niestałe bieguny magnetyczne na wirniku ferromagnetycznym. Moment obrotowy powstaje na skutek oporu magnetycznego.
Silniki zaworów są trzech typów:
- Synchroniczny;
- Asynchroniczny;
- Induktor.
Konstrukcja silnika odrzutowego (WFD) obejmuje dwa uzwojenia fazowe zainstalowane wokół diametralnie przeciwnych biegunów stojana. Po włączeniu zasilania wirnik porusza się zgodnie z biegunami stojana, dzięki czemu opór pola magnetycznego jest zminimalizowany. W sercu działania silnika indukcyjnego z zaworem obowiązuje ta sama zasada.
W wysoce wydajnym napędzie o zmiennej prędkości, magnetyzm silnika jest zoptymalizowany do pracy odwrotnej. Informacje o położeniu wirnika służą do sterowania fazą zasilania napięciem. Zapewnia to stały moment obrotowy i wysoką wydajność. Sygnały są nakładane na indukcyjność kątowej nienasyconej fazy, przy czym jej maksymalna wartość odpowiada minimalnej rezystancji biegunowej. Dodatni moment jest wytwarzany tylko pod kątami, gdy indukcyjność gradientu jest również dodatnia.
Aby chronić elektronikę przed wysokim napięciem, prąd fazowy przy niskich prędkościach musi być ograniczony. Z reguły osiąga się to dzięki histerezie prądu. Aby kontrolować proces, używane są specjalne czujniki.
Przy wyższych prędkościach prąd jest ograniczony. Aby zoptymalizować wydajność, stosuje się pojedyncze napięcie sterujące impulsem ze wstępnie wyrównanym kątem.
Trajektoria energii biernej wyraźnie ilustruje mechanizm jej transformacji. Obszar mocy to moc przekształcana w energię mechaniczną (lub została już przekształcona przez generator). W przypadku nagłej awarii zasilania resztkowa lub nadmiarowa energia wraca do stojana. Minimalny wpływ pola magnetycznego na pracę silnika jest jego główną różnicą w porównaniu z podobnymi urządzeniami.
Zalety silnika zaworu:
- Z powodu niskiej rezystancji magnetycznej straty energii są zminimalizowane;
- Wysoki poziom bezpieczeństwa (zdolność do pracy przy szczytowych obciążeniach);
- Szeroki zakres prędkości;
- Miękka zmiana biegów.
Wśród wad zautomatyzowanych silników elektrycznych zaworów można policzyć:
- Wysoki poziom hałasu;
- Trudne w zarządzaniu;
- Stosunkowo wysoki koszt w porównaniu z podobnymi urządzeniami.
Wideo: jakie są silniki zaworów
Budowa
Silnik zaworu trakcyjnego (katalog Interskol, Lenze, Fighter for ESP, ESP) składa się z czujników, które wskazują położenie wirnika maszyny synchronicznej. Połączenie tych mechanizmów nazywa się elektromechaniczną częścią silnika. Część sterująca urządzenia zawiera mikrokontroler i mostek mocy. Jednostka sterująca silnika odnosi się do logistycznej, niekonstruktywnej części systemu.
Mechaniczną częścią urządzenia jest synchroniczny napęd zmontowany z izolowanych blach stalowych. Taka konstrukcja pomaga zredukować prądy wirowe generowane w uzwojeniu i wirniku.
Do normalnej pracy urządzenia zastosowano czujniki Halla. Jeśli w silniku zaworu nie ma żadnych urządzeń wskaźnikowych, sygnały trafiają bezpośrednio do instalacji magnetycznej. Te same urządzenia sterują trybem odwrotnym. Jest to konieczne, aby silnik nie zatrzymywał się po zanurzeniu, a także umożliwia zdalne monitorowanie jego działania i zmianę ustawień. Funkcja ta jest niezbędna do wydobycia ropy naftowej, węgla, gazu i wiercenia.
Mikroprocesor krokowy przetwarza wszystkie dane o położeniu wirnika, zgodnie z ustawieniami, dla których monitorowane są sygnały PWM. Należy zauważyć, że gdy te sygnały są niskie, będą musiały zostać wzmocnione. W tym celu wykorzystywane są specjalne urządzenia działające na zasadzie mikrotransformatorów.
Parametry techniczne:
| Typ marki | Torque Nm | Długość mm | Maksymalna dopuszczalna częstotliwość, min -1 | Waga kg |
| UHF 55 | 0, 05; 1 | 61 | 420; 1800 | 0, 4 |
| 5 DVM 55 | 0, 23; 0, 47; 0, 7; 1, 3 | 218 | 2000; 3000; 4000; 6000 | 4.5 |
| 5 DVM 155 | 2.3; 3, 5; 4.7; 7 | 342 | 2000; 3000; 4000; 6000 | 13 |
| 5 DVM 165 | 10; 13; 17; 23 | 536 | 1000; 2000; 3000; 4000 | 67 |
| 5 DVM 215 | 23; 35; 47; 70 | 637 | 1000; 2000; 3000; 4000 | 28 |
Obliczenia silników odbywają się według następujących wzorów:
Wzór równowagi fazowej: IRΣ + EΣ = U
Suma EMF to E1 = Emsin (∂ + ∂0), amplituda EMF to Em = ko1pФw1Ω = (ko1pFN1Ω) / 2
Oznaczenie kąta komutacji silnika:
Ua = -Uq * sin0
Ub = Uq * cos0
Rodzaje urządzeń
Silniki zaworów mogą działać na prąd zmienny lub stały. Ponadto są one zwykle podzielone na następujące typy:
- Urządzenie jednofazowe . Są to najprostsze silniki zaworowe o najmniejszej liczbie połączeń między maszyną a elektroniką. Do wad urządzeń jednofazowych należą: tętnienia, wysoki moment obrotowy i niemożność uruchomienia we wszystkich położeniach kątowych. Silniki jednofazowe są szeroko stosowane w maszynach wymagających dużej prędkości.
- Silnik dwufazowy . Ten silnik podczas pracy aktywuje szczelinę powietrzną lub, z dodatkową regulacją, tworzy asymetrię na biegunach wirnika. To urządzenie jest instalowane w maszynach, w których połączenie między stojanem a uzwojeniem jest krytyczne. Wśród wad należy wymienić wysoki moment obrotowy i pulsacje, co może prowadzić do katastrofalnych konsekwencji.
- Silnik trójfazowy . Ten napęd dyskowy jest używany do uruchamiania i tworzenia momentu obrotowego bez użycia dużej liczby faz. Ten typ silnika jest używany w różnych gałęziach przemysłu, a czasami w warunkach domowych. To najbardziej popularny projekt wszystkich prezentowanych. Alternatywne maszyny 3-fazowe z parzystą liczbą biegunów są najlepszym rozwiązaniem dla urządzeń, w których wymagana jest kombinacja dużej mocy i niskiej prędkości, na przykład w pompach. Wady silników trójfazowych: wysoki moment obrotowy i wysoki poziom hałasu.
- Urządzenia z czterema fazami . Silniki te znacznie zmniejszyły moment obrotowy i pulsację, ale zakres zastosowania urządzeń jest ograniczony wysokimi kosztami i dużą mocą.
Niestety, prawie niemożliwe jest opracowanie i stworzenie własnego działającego silnika zatapialnego lub wielofazowego, znacznie łatwiej jest kupić żądany model. W różnych miastach Rosji i Ukrainy cena silników zaworowych może się znacznie różnić. Niższy poziom wyniesie około 8 000 tysięcy rubli, górny może osiągnąć 20 000, w zależności od obszaru działania i producenta
W wielu obszarach produkcji silniki zaworowe są stosowane w szczególności w szybach naftowych, platformach wiertniczych, mechanizmach napędowych, systemach chłodzenia powietrza w zakładach chemicznych.