Ligi poole maailma energiatarbimisest tarbivad mootorid, mistõttu mootorite kõrget kasutegurit nimetatakse kõige tõhusamaks meetmeks maailma energiaprobleemide lahendamisel.
Üldiselt tähendab see magnetväljas voolava voolu tekitatud jõu muutumist pöörlevaks tegevuseks ja laiemas mõttes hõlmab see ka lineaarset toimet.Vastavalt mootoriga käitatava toiteallika tüübile võib selle jagada alalis- ja vahelduvvoolumootoriks.Mootori pöörlemise põhimõtte kohaselt võib selle jämedalt jagada järgmistesse kategooriatesse.(välja arvatud spetsiaalsed mootorid)
Vahelduvvoolu mootor Harjatud mootor: laialdaselt kasutatavat harjatud mootorit nimetatakse üldiselt alalisvoolumootoriks.Elektrood, mida nimetatakse "harjaks" (staatori pool) ja "kommutaatorit" (armatuuri pool), puutuvad järjestikku kokku, et voolu lülitada, teostades seeläbi pöörlevat toimingut.Harjadeta alalisvoolumootor: see ei vaja harju ja kommutaatoreid, kuid kasutab voolu lülitamiseks ja pöörlemiseks lülitusfunktsioone, näiteks transistore.Sammmootor: see mootor töötab sünkroonselt impulssvõimsusega, seega nimetatakse seda ka impulssmootoriks.Selle omadus on see, et see suudab hõlpsasti teostada täpset positsioneerimistoimingut.Asünkroonmootor: vahelduvvool paneb staatori tekitama pöörlevat magnetvälja, mis paneb rootori tootma indutseeritud voolu ja selle vastasmõjul pöörlema.AC (vahelduvvoolu) mootor Sünkroonmootor: vahelduvvool tekitab pöörleva magnetvälja ja magnetpoolustega rootor pöörleb külgetõmbe mõjul.Pöörlemiskiirus sünkroniseeritakse võimsuse sagedusega.
Voolu, magnetvälja ja jõu kohta Kõigepealt, et hõlbustada järgnevat mootoripõhimõtte selgitamist, vaatame üle põhilised seadused/reeglid voolu, magnetvälja ja jõu kohta.Kuigi tekib nostalgiatunne, on see teadmine lihtne unustada, kui magnetkomponente sageli ei kasutata.
Kuidas mootor pöörleb?1) mootor pöörleb magnetite ja magnetjõu abil.Pöörleva võlliga püsimagneti ümber ① pöörake magnetit (pöörleva magnetvälja tekitamiseks), ② vastavalt põhimõttele, et N-pooluse ja S-pooluse erinevad poolused tõmbavad ligi ja tõrjuvad samal tasemel, ③ magneti pöörlev võll hakkab pöörlema.
Traadis voolav vool tekitab selle ümber pöörleva magnetvälja (magnetjõu), nii et magnet pöörleb, mis on tegelikult sama tegevusseisund kui see.
Lisaks sünteesitakse traadi mähisesse kerimisel magnetjõud, moodustades suure magnetvälja voo (magnetvoo), mille tulemuseks on N-poolus ja S-poolus.Lisaks muutuvad raudsüdamiku sisestamisel poolikujulisse juhti magnetvälja jooned kergesti läbitavaks ja võivad tekitada tugevama magnetjõu.2) Tegelik pöörlev mootor Siin tutvustatakse praktilise elektrimasina pöörlemismeetodina pöörleva magnetvälja valmistamise meetodit kolmefaasilise vahelduvvoolu ja mähise abil.(Kolmefaasiline vahelduvvool on vahelduvvoolu signaal faasiintervalliga 120.) Rauasüdamiku ümber keritud mähised on jagatud kolme faasi ning U-faasi mähised, V-faasi mähised ja W-faasi mähised on paigutatud intervalliga 120. Kõrgepingega poolid genereerivad N poolust ja madala pingega poolid S poolust.Iga faas muutub vastavalt siinuslainele, mistõttu muutub iga mähise genereeritud polaarsus (N-poolus, S-poolus) ja selle magnetväli (magnetjõud).Sel ajal vaadake lihtsalt mähiseid, mis genereerivad N poolust, ja muutke neid järjekorras U-faasi mähis → V-faasi mähis → W-faasi mähis → U-faasi mähis, seega pöörlevad.Väikese mootori ehitus Järgmisel joonisel on näidatud samm-mootori, harjatud alalisvoolumootori ja harjadeta alalisvoolumootori üldine struktuur ja võrdlus.Nende mootorite põhikomponendid on peamiselt poolid, magnetid ja rootorid.Lisaks jagunevad need erinevate tüüpide tõttu fikseeritud mähisega ja magnetiga fikseeritud tüüpideks.
Siin on harja alalisvoolumootori magnet fikseeritud väljastpoolt ja mähis pöörleb seestpoolt.Hari ja kommutaator vastutavad mähise toiteallika ja voolu suuna muutmise eest.Siin on harjadeta mootori mähis fikseeritud väljastpoolt ja magnet pöörleb seestpoolt.Erinevat tüüpi mootorite tõttu on nende struktuurid erinevad isegi siis, kui põhikomponendid on samad.Seda selgitatakse üksikasjalikult igas osas.Harjatud mootor Harjamootori ehitus Järgnevalt on toodud mudelis sageli kasutatava harjatud alalisvoolumootori välimus ja tavalise kahepooluselise (kaks magnetit) kolme pilu (kolm mähisega) mootori plahvatuslik skemaatiline diagramm.Võib-olla on paljudel kogemusi mootori lahtivõtmise ja magneti väljavõtmisega.On näha, et harja alalisvoolumootori püsimagnet on fikseeritud ja harja alalisvoolumootori mähis saab sisemise keskpunkti ümber pöörata.Fikseeritud külge nimetatakse "staatoriks" ja pöörlevat külge "rootoriks".
Harja mootori pöörlemispõhimõte ① Pöörake algolekust vastupäeva. Mähis A on ülaosas, ühendades toiteallika harjaga ja vasak pool olgu (+) ja parem külg (-).Vasakust harjast liigub kommutaatori kaudu mähisesse A suur vool.See on struktuur, milles mähise A ülemine osa (väljaspool) muutub S-pooluseks.Kuna 1/2 pooli A voolust voolab vasakpoolsest harjast mähisele B ja poolile C vastupidises suunas poolile A, muutuvad pooli B ja pooli C välisküljed nõrgaks N poolusteks (mida tähistavad veidi väiksemad tähed mähises joonis).Nendes mähistes tekkiv magnetväli ning magnetite tõrjumine ja külgetõmbejõud panevad poolid pöörlema vastupäeva.② edasine vastupäeva pöörlemine.Järgmisena eeldatakse, et parempoolne hari on kontaktis kahe kommutaatoriga olukorras, kus mähis A pöörleb 30 kraadi vastupäeva.Mähise A vool liigub pidevalt vasakust harjast paremasse harja ja pooli välimine pool hoiab S-poolust.Mähise B kaudu voolab sama vool nagu mähis A ja pooli B väliskülg muutub tugevamaks N-pooluseks.Kuna pooli C mõlemad otsad on harjade poolt lühises, siis vool ei voola ega teki magnetvälja.Isegi sel juhul mõjutab see vastupäeva pöörlevat jõudu.Ajavahemikus ③ kuni ④ võtab ülemine mähis pidevalt vastu vasakule liikuvat jõudu ja alumine pool pidevalt paremale liikuvat jõudu ning jätkab pöörlemist vastupäeva.Kui mähis pöörleb iga 30 kraadi järel asendisse ③ ja ④, kui mähis asub kesksest horisontaalteljest kõrgemal, muutub mähise välimine külg S-pooluseks;Kui mähis asub allpool, muutub see N-pooluseks ja seda liikumist korratakse.Teisisõnu, ülemine mähis on korduvalt allutatud jõud, mis liigub vasakule, ja alumine mähis on korduvalt allutatud jõud, mis liigub paremale (mõlemad vastupäeva).See põhjustab rootori pöörlemise alati vastupäeva.Kui toiteallikas on ühendatud vastassuunalise vasaku harjaga (-) ja parempoolse harjaga (+), tekib mähises vastassuundadega magnetväli, mistõttu on ka mähisele rakendatava jõu suund vastupidine, keerates päripäeva. .Lisaks lõpetab toiteallika lahtiühendamisel harjamootori rootor pöörlemise, kuna puudub magnetväli, mis seda pöörlemas hoiaks.Kolmefaasiline täislaineharjadeta mootor Kolmefaasilise täislaineharjadeta mootori välimus ja struktuur
Kolmefaasilise täislaineharjadeta mootori pooliühenduse sisemine ehitusskeem ja samaväärne vooluring Järgmiseks on pooliühenduse sisestruktuuri skemaatiline skeem ja samaväärne vooluring.Sisemine struktuuriskeem on lihtne näide 2-pooluselisest (2 magnetit) 3-pesalisest (3 mähist) mootorist.See sarnaneb harjamootori konstruktsiooniga sama arvu pooluste ja piludega, kuid mähise pool on fikseeritud ja magnet saab pöörata.Pintslit muidugi pole.Sel juhul kasutab mähis Y-ühenduse meetodit ja pooljuhtelementi kasutatakse pooli voolu andmiseks ning voolu sisse- ja väljavoolu juhitakse vastavalt pöörleva magneti asendile.Selles näites kasutatakse magneti asukoha tuvastamiseks Halli elementi.Halli element on paigutatud mähiste vahele ning tuvastab genereeritud pinge vastavalt magnetvälja tugevusele ja kasutab seda asukohainfona.Varem antud FDD spindlimootori pildil on ka näha, et mähise ja mähise vahel on Halli element (mähise kohal) asukoha tuvastamiseks.Halli element on tuntud magnetandur.Magnetvälja suuruse saab teisendada pinge suuruseks ning magnetvälja suunda saab esitada positiivse ja negatiivsega.
Kolmefaasilise täislaine harjadeta mootori pöörlemispõhimõte Järgmisena selgitatakse harjadeta mootori pöörlemispõhimõtet vastavalt sammudele ① ~ ⑥.Arusaadavuse hõlbustamiseks on püsimagnet siin lihtsustatud ringikujulisest ristkülikukujuliseks.① Kolmefaasilises mähises olgu mähis 1 fikseeritud kella 12 suunas, mähis 2 fikseeritud kella 4 suunas ja mähis 3 fikseeritud kella 8 suunas. kella kella suund.Olgu 2-pooluselise püsimagneti N poolus vasakul ja S poolus paremal ning see võib pöörata.Voolu Io voolab mähisesse 1, et tekitada väljaspool mähist S-pooluse magnetvälja.Io/2 vool voolab mähist 2 ja mähist 3, et tekitada väljaspool pooli N-pooluseline magnetväli.Kui mähise 2 ja mähise 3 magnetväljad on vektorsünteesitud, tekib allapoole N-pooluseline magnetväli, mis on 0,5 korda suurem kui magnetvälja suurus, mis tekib siis, kui vool Io läbib ühte mähist ja lisatakse magnetväljale. pooli väli 1, muutub see 1,5-kordseks.See tekitab liitmagnetvälja, mille nurk püsimagneti suhtes on 90, nii et saab tekitada maksimaalse pöördemomendi ja püsimagnet pöörleb päripäeva.Mähise 2 voolu vähendamisel ja mähise 3 voolu suurendamisel vastavalt pöörlemisasendile pöörleb ka tekkiv magnetväli päripäeva ja ka püsimagnet jätkab pöörlemist.② 30 kraadi pööramisel voolab vool Io mähisesse 1, nii et vool mähises 2 on null ja vool Io voolab välja mähisest 3. Mähise 1 väliskülg muutub S-pooluseks, ja pooli 3 väliskülg muutub N-pooluseks.Kui vektoreid kombineerida, on genereeritud magnetväli √3 (≈1,72) korda suurem kui siis, kui vool Io läbib mähist.See tekitab ka tulemuseks oleva magnetvälja 90-kraadise nurga all püsimagneti magnetvälja suhtes ja pöörleb päripäeva.Kui mähise 1 sissevoolu voolu Io vastavalt pöörlemisasendile vähendada, pooli 2 sissevoolu voolu nullist suurendada ja mähise 3 väljavoolu voolu suurendada väärtuseni Io, pöörleb ka tekkiv magnetväli päripäeva, ja püsimagnet jätkab pöörlemist.Eeldades, et iga faasivool on siinuskujuline, on voolu väärtus siin io × sin (π 3) = io × √ 32. Magnetvälja vektorsünteesi kaudu on kogu magnetväli (√ 32) 2 × 2 = 1,5 korda suurem. pooli tekitatud magnetväli.※.Kui iga faasivool on siinuslaine, siis olenemata püsimagneti asukohast on vektori komposiitmagnetvälja tugevus 1,5 korda suurem pooli tekitatud magnetväljast ja magnetväli moodustab magnetvälja suhtes 90-kraadise nurga. püsimagneti magnetväli.③ Jätkuvas 30 kraadise pöörlemise olekus voolab vool Io/2 mähisesse 1, vool Io/2 mähisesse 2 ja vool Io väljub mähist 3. Mähise 1 väliskülg muutub S-pooluseks. , mähise 2 väliskülg muutub S-pooluseks ja mähise 3 väliskülg N-pooluseks.Kui vektoreid kombineerida, on genereeritud magnetväli 1,5 korda suurem kui siis, kui vool Io voolab läbi mähise (sama mis ①).Siin tekitatakse ka sünteetiline magnetväli, mille nurk püsimagneti magnetvälja suhtes on 90 kraadi ja seda pööratakse päripäeva.④～⑥ Pöörake samamoodi nagu ① ~ ③.Sel viisil, kui mähisesse voolavat voolu pidevalt vastavalt püsimagneti asendile lülitada, hakkab püsimagnet pöörlema kindlas suunas.Samamoodi, kui vool liigub vastupidises suunas ja sünteetiline magnetväli on vastupidine, pöörleb see vastupäeva.Järgmisel joonisel on näidatud iga mähise vool igas etapis vahemikus ① kuni ⑥.Ülaltoodud sissejuhatuse kaudu peaksime suutma mõista praeguse muutuse ja rotatsiooni vahelist seost.samm-mootor Sammmootor on teatud tüüpi mootor, mis suudab impulsssignaaliga sünkroonselt ja täpselt juhtida pöördenurka ja kiirust.Sammmootorit nimetatakse ka impulssmootoriks.Sammmootorit kasutatakse laialdaselt positsioneerimist vajavates seadmetes, kuna see suudab täpset positsioneerimist teostada ainult avatud ahela juhtimisega ilma asendiandurit kasutamata.Sammumootori ehitus (kahefaasiline bipolaarne) Välimuse näidetes on toodud HB (hübriid) ja PM (püsimagnet) sammmootorite välimus.Keskel olev struktuuriskeem näitab ka HB ja PM struktuuri.Sammmootor on fikseeritud mähise ja pöörleva püsimagnetiga konstruktsioon.Parempoolse samm-mootori sisemise struktuuri kontseptuaalne diagramm on näide PM-mootorist, mis kasutab kahefaasilisi (kaks rühma) mähiseid.Sammmootori põhikonstruktsiooni näites on mähis paigutatud väljapoole ja püsimagnet seespool.Lisaks kahele faasile on palju tüüpi mähiseid, millel on kolm faasi ja viis võrdset faasi.Osadel sammumootoritel on teistsugune struktuur, kuid nende tööpõhimõtete tutvustamiseks on käesolevas artiklis toodud samm-mootorite põhistruktuur.Selle artikli kaudu loodan mõista, et samm-mootor võtab põhimõtteliselt kasutusele mähise fikseerimise ja püsimagneti pöörlemise struktuuri.Samm-mootori tööpõhimõte (ühefaasiline ergutus) Järgmised kasutusviisid tutvustavad samm-mootori põhilist tööpõhimõtet.① Vool voolab mähise 1 vasakult küljelt sisse ja mähise 1 paremalt poolt välja. Ärge laske voolul läbi mähise 2 voolata. Sel ajal muutub vasaku pooli 1 sisemus N ja mähise sisemus parempoolne mähis 1 muutub S.. Seetõttu tõmbab keskmist püsimagnetit pooli 1 magnetväli ja see peatub vasaku külje S ja parema külje N olekus. ② Peatage vool mähises 1, nii et vool voolab sisse mähise 2 ülemiselt küljelt ja väljub mähise 2 alumiselt küljelt. Ülemise pooli 2 sisemine pool muutub N ja alumise pooli 2 sisemine külg muutub S. Püsimagnet tõmbab selle magnetväli ligi ja lõpetab pöörlemise 90 päripäeva.③ Peatage vool mähises 2, nii et vool voolaks pooli 1 paremalt küljelt sisse ja väljub pooli 1 vasakust küljest. Vasaku pooli 1 sisemus muutub S-ks ja parema pooli 1 sisemus muutub N. Püsimagneti tõmbab tema magnetväli ja see pöörleb päripäeva veel 90 kraadi, et peatuda.④ Peatage vool mähises 1, nii et vool voolab sisse mähise 2 alumiselt küljelt ja väljub mähise 2 ülemisest küljest. Ülemise pooli 2 sisemus muutub S-ks ja mähise sisemus alumine mähis 2 muutub N. Püsimagneti tõmbab magnetväli ja see pöörleb peatamiseks veel 90 kraadi päripäeva.Sammmootorit saab pöörata, lülitades läbi spiraali voolava voolu ülaltoodud järjekorras vahemikust ① kuni ④ läbi elektroonikaahela.Selles näites pöörab iga lüliti tegevus samm-mootorit 90 võrra. Lisaks, kui vool voolab pidevalt läbi teatud mähise, võib see hoida seiskamisolekut ja muuta samm-mootoril hoidmismoment.Muide, kui pooli läbiv vool pöörata ümber, saab samm-mootorit pöörata vastupidises suunas.
