หลักการของมอเตอร์ไฟฟ้าสำหรับหุ่นจำลอง

พื้นฐานของมอเตอร์ไฟฟ้าทั้งกระแสตรงและกระแสสลับจะขึ้นอยู่กับแรงแอมป์ หากคุณไม่ปกปิดวิธีการที่ปรากฏออกมาแล้วไม่มีอะไรจะเข้าใจยาก

รูปที่ 1

PS ในความเป็นจริงมีผลิตภัณฑ์เวกเตอร์และส่วนต่าง แต่รายละเอียดเหล่านี้และเรามีกรณีพิเศษที่ง่ายขึ้น

ทิศทางของแรงแอมแปร์ถูกกำหนดโดยกฎของมือซ้าย

รูปที่ 2

วางฝ่ามือซ้ายบนร่างบนและรับทิศทางของแอมแปร์ เธอพิมพ์เฟรมยืดกับกระแสในตำแหน่งนั้นดังแสดงในรูปที่ 1 และจะไม่มีอะไรหันกลับมาที่นี่เฟรมอยู่ในสมดุลมั่นคง

และถ้าเฟรมที่มีกระแสหมุนแตกต่างกันนี่คือสิ่งที่จะเกิดขึ้น:

รูปที่ 3

ไม่มีจุดสมดุลอยู่ที่นี่แรงแอมแปร์คลี่กำแพงด้านตรงข้ามเพื่อให้เฟรมเริ่มหมุน การหมุนแบบกลไกปรากฏขึ้น นี่คือพื้นฐานของมอเตอร์ไฟฟ้าที่สำคัญมากแล้วรายละเอียดเท่านั้น

ถัดไป

ตอนนี้เฟรมที่มีกระแสในรูปที่ 3 จะเป็นอย่างไร หากระบบสมบูรณ์แบบโดยไม่มีแรงเสียดทานแน่นอนว่าจะมีการแกว่ง ถ้าความเสียดทานปรากฎขึ้นการแกว่งของกระแสจะค่อยๆคงที่เฟรมที่กระแสคงตัวและกลายเป็นดังในรูปที่ 1

แต่เราต้องการการหมุนอย่างต่อเนื่องและสามารถทำได้สองวิธีที่แตกต่างกันโดยพื้นฐานและจากที่นี่ความแตกต่างเกิดขึ้นระหว่าง DC และมอเตอร์ไฟฟ้า

วิธีที่ 1. เปลี่ยนทิศทางของกระแสในเฟรม

วิธีนี้ใช้ในมอเตอร์กระแสตรงและลูกหลานของมัน

เรากำลังดูภาพ ปล่อยให้เครื่องยนต์ของเราถูกลดพลังงานและเฟรมที่มีการวางแนวกระแสจะถูกสุ่มดังนี้:

รูปที่ 4.1 กรอบตำแหน่งที่สุ่ม

แรงแอมแปร์ทำหน้าที่ในกรอบที่ตั้งแบบสุ่มและจะเริ่มหมุน

รูปที่ 4.2

ในระหว่างการเคลื่อนไหวกรอบถึงมุม 90 ° ช่วงเวลา (โมเมนต์ของแรงคู่หรือโมเมนต์การหมุน) สูงสุด

รูปที่ 4.3

และตอนนี้เฟรมมาถึงตำแหน่งเมื่อไม่มีการหมุนชั่วขณะ และถ้าคุณไม่ปิดกระแสตอนนี้แรงแอมป์จะชะลอตัวลงเฟรมและเมื่อสิ้นสุดครึ่งเลี้ยวเฟรมจะหยุดและเริ่มหมุนในทิศทางตรงกันข้าม แต่เราไม่ต้องการมัน

ดังนั้นเราจึงเคลื่อนที่หากินในรูปที่ 3 - เราเปลี่ยนทิศทางของกระแสในเฟรม

Fig.4.4

และหลังจากข้ามตำแหน่งนี้เฟรมที่มีทิศทางปัจจุบันที่เปลี่ยนแปลงจะไม่ถูกเบรกอีกต่อไป แต่จะเร่งความเร็วอีกครั้ง

Fig.4.5

และเมื่อเฟรมเข้าใกล้ตำแหน่งสมดุลต่อไปเราจะเปลี่ยนกระแสอีกครั้ง

Fig.4.6

และเฟรมอีกครั้งยังคงเร่งที่เราต้องการ

และมันก็เป็นการหมุนแบบคงที่ สวยจัง ตระการ จำเป็นต้องเปลี่ยนทิศทางปัจจุบันสองครั้งต่อการปฏิวัติและธุรกิจทั้งหมด

และเขาก็ทำเช่นนั้น ให้การเปลี่ยนแปลงของหน่วยพิเศษในปัจจุบัน - หน่วยแปรงเก็บ โดยหลักการแล้วจะจัดเรียงดังนี้:

รูปที่ 5

รูปชัดเจนและไม่มีคำอธิบาย กรอบจะขยี้กับผู้ติดต่อรายหนึ่งจากนั้นจึงติดต่ออีกคนหนึ่งและดังนั้นการเปลี่ยนแปลงในปัจจุบัน

คุณสมบัติที่สำคัญมากของหน่วยเก็บแปรงคือทรัพยากรขนาดเล็ก เนื่องจากแรงเสียดทาน ตัวอย่างเช่นนี่คือเอ็นจิ้น DPR-52-N1 - เวลาการทำงานขั้นต่ำ 1,000 ชั่วโมง ในขณะเดียวกันอายุการใช้งานของมอเตอร์แบบไร้แปรงที่ทันสมัยนั้นมีมากกว่า 10,000 ชั่วโมงและมอเตอร์ AC (ไม่มี SHKU) มีมากกว่า 40,000 ชั่วโมง

โพสต์สคริปต์ นอกเหนือจากมอเตอร์ DC มาตรฐาน (มาตรฐานแล้วยังหมายถึงหน่วยเก็บแปรง) นอกจากนี้ยังมีการพัฒนา: มอเตอร์ DC brushless (BDT) และมอเตอร์วาล์ว

BDTT ต่างกันตรงที่กระแสมีการเปลี่ยนแปลงทางอิเล็กทรอนิกส์ (ทรานซิสเตอร์ปิดและเปิด) และวาล์วนั้นยิ่งชันยิ่งกว่ามันจะเปลี่ยนกระแสไฟฟ้าควบคุมช่วงเวลา โดยทั่วไป BDTTs ที่มีวาล์วในความซับซ้อนเทียบได้กับไดรฟ์ไฟฟ้าเพราะพวกเขามีเซ็นเซอร์ตำแหน่งโรเตอร์ทุกชนิด (เช่นเซ็นเซอร์ฮอลล์) และคอนโทรลเลอร์อิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อน

ความแตกต่างระหว่าง BDTT และมอเตอร์วาล์วในรูปแบบของเคาน์เตอร์ EMF ใน BDT จะมีรูปสี่เหลี่ยมคางหมู (การเปลี่ยนแปลงขั้นต้น) และในมอเตอร์วาล์ว - ไซน์ออยด์หมายถึงราบรื่นกว่า

ในภาษาอังกฤษ BDT คือ BLDC และมอเตอร์วาล์วคือ PMSM

วิธีที่ 2. ฟลักซ์แม่เหล็กหมุนได้เช่น i.e สนามแม่เหล็ก

ได้รับสนามแม่เหล็กหมุนโดยใช้กระแสสลับสามเฟส มีสเตเตอร์

รูปที่ 6

และมีกระแสสลับ 3 เฟส

รูปที่ 7

ระหว่างพวกเขาเห็นได้ชัดว่า 120 องศาองศาไฟฟ้า

สามขั้นตอนเหล่านี้จะถูกวางไว้ในสเตเตอร์ในลักษณะพิเศษเพื่อให้พวกเขาหมุนทางเรขาคณิต 120 °ต่อกัน

รูปที่ 8

จากนั้นเมื่อใช้พลังงานสามเฟสสนามแม่เหล็กที่หมุนได้จะได้จากฟลักซ์แม่เหล็กแบบพับได้จากขดลวดทั้งสาม

รูปที่ 9

ถัดไปสนามแม่เหล็กหมุน“ กด” แรงแอมป์บนเฟรมของเราและหมุน

แต่ยังมีความแตกต่างสองวิธีที่ต่างกัน

วิธีที่ 2a เฟรมขับเคลื่อน (มอเตอร์แบบซิงโครนัส)

เราให้ความหมายกับแรงดันไฟฟ้าของเฟรม (ค่าคงที่) เฟรมจะสัมผัสกับสนามแม่เหล็ก จำรูปที่ 1 จากจุดเริ่มต้นได้หรือไม่ นี่คือวิธีที่เฟรมจะกลายเป็น

รูปที่ 10 (รูปที่ 1)

แต่สนามแม่เหล็กที่นี่กำลังหมุนไม่ใช่แค่แขวน เฟรมจะทำอะไร? มันจะหมุนไปตามสนามแม่เหล็ก

พวกเขา (เฟรมและสนาม) หมุนด้วยความถี่เดียวกันหรือซิงโครนัสดังนั้นมอเตอร์เหล่านี้เรียกว่ามอเตอร์ซิงโครนัส

วิธีที่ 2b เฟรมไม่ได้รับพลังงาน (มอเตอร์อะซิงโครนัส)

เคล็ดลับคือเฟรมไม่ฟีดไม่ฟีดเลย เพียงแค่ปิดสายไฟ

เมื่อเราเริ่มหมุนสนามแม่เหล็กตามกฎของแม่เหล็กไฟฟ้ากระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำในกรอบ แรงแอมแปร์ได้มาจากสนามแม่เหล็กและกระแส แต่แรงของแอมแปร์จะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อเฟรมเคลื่อนที่สัมพันธ์กับสนามแม่เหล็ก (เรื่องราวที่รู้จักกันดีกับการทดลองของแอมป์และการเดินทางไปยังห้องถัดไป)

ดังนั้นเฟรมจะล้าหลังสนามแม่เหล็กเสมอ และถ้าด้วยเหตุผลบางอย่างเธอทันใดนั้นเธอก็จับกับเขาได้แล้วจากปลายสนามจะหายไปกระแสจะหายไปแรงแอมป์จะหายไปและทุกอย่างจะหายไปทั้งหมด นั่นคือในมอเตอร์เหนี่ยวนำกรอบมักล่าช้าหลังสนามและความถี่ของพวกเขาหมายถึงแตกต่างกันนั่นคือพวกเขาหมุนแบบอะซิงโครนัสดังนั้นมอเตอร์จึงเรียกว่าแบบอะซิงโครนัส

ดูเพิ่มเติมที่หัวข้อนี้: มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสเฟสเดียวมีการจัดเรียงและทำงานอย่างไร, ประเภทของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอุปกรณ์และการทำงาน