Общие основные достоинства ВД
ВД обладает основными достоинствами коллекторных ДПТ и АД, и вместе с тем у него отсутствуют их основные недостатки.
В первую очередь можно выделить:
- бесконтактность и отсутствие всех негативных свойств, связанных с щеточно-коллекторным узлом, присущих коллекторным ДПТ;
- простые способы регулирования частоты вращения в широком диапазоне;
- большой пусковой момент и перегрузочная способность.
Кроме того, по сравнению с широко распространенным АД вентильные двигатели имеют следующие преимущества:
- более высокие энергетические показатели (КПД и соsφ);
- более низкий перегрев при одинаковой мощности и одинаковых размерах;
- минимальное значение токов холостого хода;
- линейность характеристик.
9.2.6. Общие недостатки ВД:
- пульсация электромагнитного момента (с которой, однако, можно бороться);
- необходимость в позиционной обратной связи (усложнение конструкции и схемы управления).
Датчики положения ротора
Информация о положении ротора может поступать от явновыраженного датчика положения ротора (ДПР) или выявляться косвенно, путем обработки фазных напряжений (бездатчиковое управление).
При явно выраженном исполнении ДПР содержит:
- сигнальные (управляющие) элементы, располагающиеся на вращающейся части двигателя;
- чувствительные элементы, расположенные на неподвижной части.
Сигнальный элемент вырабатывает один из видов энергии (магнитной, световой, электрической – в зависимости от типа сигнального и чувствительного элемента).
|
|
|
При достижении СЭ определенного углового положения он входит во взаимодействие с чувствительным элементом, то есть бесконтактно воздействует на него энергией своего физического поля. В ЧЭ происходит преобразование этой энергии в электрический сигнал. Этот электрический сигнал поступает в систему управления инвертором и используется для управления коммутатором ВД.
Существует большое разнообразие ДПР.
ДПР индуктивного типа, содержащие катушку индуктивности, подключенную к источнику тока высокой частоты. При повороте ротора меняется степень насыщения магнитной системы датчика, изменяется индуктивность обмоток, что позволяет получить сигнал о положении ротора.
Недостаток: низкая технологичность конструкции, относительно большие габаритные размеры, потребность в источнике переменного тока высокой частоты.
Оптические ДПР, состоящие из светоизлучающего элемента, фоточувствительного приемника и непрозрачного диска с отверстиями.
Наибольшее распространение получили гальваномагнитные ДПР на основе датчиков Холла. Выходное напряжение с датчика Холла определяется магнитным потоком, пронизывающим элемент Холла.
|
|
|
Достоинства:
Высокая чувствительность, работа в широком диапазоне рабочих температур (-60°С - +150°С), простота конструкции.
Обычно элементы Холла устанавливаются либо в пределах статора специальной магнитной системы ДПР, либо в пределах магнитной цепи двигателя.
В системах, где наличие явновыраженного ДПР приводит к снижению надежности и экономичности электропривода, применяются бездатчиковые способы управления, основанные на обработке сигналов фазных или линейных ЭДС.
Действительно, от положения ротора зависит мгновенное значение ЭДС вращения, которое как одно из слагаемых входит в значение напряжения фазы.
Проще всего выделить ЭДС вращения из напряжения, если измерение ЭДС производить в интервале, когда по фазе ток не течет. Для ряда алгоритмов управления такой интервал в работе двигателя присутствует.
Такой способ получения информации о положении ротора имеет и недостатки:
1) Не обеспечивается сигнал при неподвижном роторе (ЭДС=0) (а он необходим при пуске ВД).
2) Слабая помехозащищенность [3].
3) Сложная логика обработки информации, исключающая ложные срабатывания.
Статические характеристики ВД
|
|
|
При большом числе секций обмотки якоря подобны характеристикам коллекторных ДПТ. При малом числе секций, когда каждая из них имеет достаточно большое количество витков, линейность механической характеристики нарушается из-за влияния индуктивности.
В ВД регулирование частоты вращения проводится теми же способами, которые используются в коллекторных двигателях постоянного тока. Наличие полупроводникового коммутатора позволяет использовать широтно-импульсное регулирование подводимого напряжения.
Самый широкий диапазон регулирования скорости обеспечивает система с векторным управлением, применяемая в современном электроприводе с вентильными и асинхронными двигателями.
Области применения
Практически во всех областях, где ранее использовались коллекторные ДПТ, в настоящее время предпринимаются попытки заменить их на ВД. Также рассматриваются возможности замены асинхронных двигателей на ВД в областях, где требуется регулирование скорости вращения двигателя.
Линейные двигатели
Определение
Линейный двигатель – электродвигатель, у которого подвижный элемент выполняет поступательные (линейные) движения.
|
|
|
9.3.2. Отличия от обычных электродвигателей:
а) движение подвижного (вторичного) элемента – поступательное, а не вращательное, как у подвижного элемента (ротора) обычного электродвигателя;
б) обмотка статора линейного двигателя создает бегущее (а не вращающееся) магнитное поле.
Чем обусловлено их появление
Большое число механизмов и устройств имеют поступательное или возвратно-поступательное движение рабочих органов.
Это движение с помощью электродвигателя можно обеспечить двумя способами:
а) обычным электродвигателем в сочетании со специальными видами механических передач (кривошипно-шатунный механизм, передача винт-гайка), преобразующих вращательное движение рабочего органа;
б) линейным электродвигателем без механического преобразователя движения.
Применение линейных электродвигателей позволяет упростить или полностью исключить механическую передачу, повысить экономичность и надёжность работы привода и производственного механизма в целом [15].
9.3.4. Типы линейных двигателей:
- линейные асинхронные электродвигатели (ЛАД);
- линейные электродвигатели постоянного тока;
- линейные вентильные электродвигатели с постоянными магнитами;
Как правило, линейные двигатели имеют бесщеточное (бесколлекторное) исполнение.
Принцип действия линейных электродвигателей подобен принципу действия обычных электродвигателей с вращательным движением соответствующего типа.
В ряде случаев, линейные двигатели работают в так называемом обращённом режиме движения, когда вторичный элемент неподвижен, а передвигается первичный элемент (по старому – статор) [15].
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 214; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!