El principi de funcionament del motor de corrent continu

.Una màquina de corrent continu (màquina de corrent continu) fa referència a un motor giratori capaç de convertir l'energia elèctrica del corrent continu en energia mecànica (com a motor de corrent continu) o convertir l'energia mecànica en energia elèctrica de corrent continu (com a generador de corrent continu). És un tipus de motor que facilita la conversió mútua entre energia elèctrica i mecànica. Quan funciona com a motor, funciona com un motor de corrent continu, convertint l'energia elèctrica en energia mecànica; quan funciona com a generador, funciona com a generador de corrent continu, convertint l'energia mecànica en energia elèctrica.

 

Estructura de la composició

L'estructura d'un motor de corrent continu hauria de constar de dues parts principals: l'estator i el rotor. La part estacionària d'un motor de corrent continu durant el funcionament s'anomena estator. La funció principal de l'estator és generar un camp magnètic, que es compon de la base del motor, els pols magnètics principals, els pols inversors, les tapes, els coixinets i els dispositius de raspall. La peça que gira durant el funcionament s'anomena rotor, que genera principalment parell electromagnètic i força electromotriu induïda. És el centre de conversió d'energia en motors de corrent continu, per la qual cosa se sol anomenar induït, que consta d'un eix, un nucli de l'induït, un bobinatge de l'induït, un commutador i un ventilador.

 

Pol magnètic principal

La funció del pol magnètic principal és generar un camp magnètic d'entrefer. El pol magnètic principal consta de dues parts: el nucli de ferro del pol magnètic principal i l'enrotllament d'excitació. El nucli de ferro està fet generalment de plaques d'acer de silici de 0,5 mm a 1,5 mm de gruix, que es pressionen i es reben juntes. Es divideix en dues parts: el cos del pal i les sabates del pal. La part superior de l'enrotllament d'excitació s'anomena cos del pol, i la part de la part inferior que s'eixampla s'anomena sabates del pol. Les sabates del pal són més amples que el cos del pal, cosa que pot ajustar la distribució del camp magnètic a l'espai d'aire i facilitar la fixació de l'enrotllament d'excitació. El bobinatge d'excitació està fet de filferro de coure aïllat i s'embolica al voltant del nucli del pol magnètic principal. Tot el pol magnètic principal es fixa a la base de la màquina amb cargols,

Pal invertit

La funció del pol inversor és millorar la commutació i reduir les possibles espurnes de commutació entre el raspall elèctric i el commutador durant el funcionament del motor. Generalment s'instal·la entre dos pols magnètics principals adjacents i consta d'un nucli de ferro de pol invertit i un bobinatge de pol invers. El bobinat del pol inversor està fet de cables aïllats enrotllats al voltant del nucli de ferro del pol inversor, i el nombre de pols inversors és igual als pols magnètics principals.

 

Base de la màquina

La carcassa exterior de l'estator del motor s'anomena base. La funció de la base de la màquina és doble:

Un s'utilitza per fixar el pol magnètic principal, el pol inversor i la coberta final, i per suportar i fixar tot el motor;

En segon lloc, la pròpia base de la màquina també forma part del circuit magnètic, que forma el camí magnètic entre els pols magnètics. La part per on passa el flux magnètic s'anomena jou magnètic. Per garantir que la base de la màquina tingui una resistència mecànica suficient i una bona conductivitat magnètica, generalment està feta d'acer fos o soldada amb plaques d'acer.

 

Dispositiu de raspall elèctric

El dispositiu de raspall elèctric s'utilitza per introduir o extreure voltatge DC i corrent DC. El dispositiu de raspall elèctric consta d'un raspall elèctric, un suport de raspall, una vareta de raspall i un suport de raspall. El raspall elèctric es col·loca al suport del raspall i es comprimeix amb una molla per assegurar un bon contacte lliscant entre el raspall i el commutador. El suport del raspall es fixa a la vareta del raspall, que està muntada en un seient de vareta de raspall circular i ha d'estar aïllada entre si. El seient de la vareta del raspall s'instal·la a la coberta final o a la coberta interior del coixinet i es pot ajustar la posició circumferencial. Després de l'ajust, es fixa.

 

(1) Nucli de ferro de l'armadura

El nucli de l'induït és la part principal del circuit magnètic principal i s'utilitza per incrustar el bobinatge de l'induït. El nucli de ferro de l'armadura general està fet de làmines d'acer de silici de 0,5 mm de gruix perforades i laminats per reduir les pèrdues de corrent de Foucault i histèresi generades al nucli de ferro de l'induït durant el funcionament del motor. El nucli de ferro apilat es fixa a l'eix o al suport del rotor. El cercle exterior del nucli de ferro té ranures d'armadura, en les quals s'incrusten els bobinatges de l'armadura.

(2) Enrotllament de l'armadura

La funció del bobinatge de l'induït és generar parell electromagnètic i força electromotriu induïda, i és un component clau per a la conversió d'energia en motors de corrent continu, per la qual cosa s'anomena induït. Es compon de moltes bobines (d'ara endavant anomenades components) connectades segons determinades regles. Les bobines s'enrotllen amb filferro esmaltat-d'alta resistència o filferro de coure pla embolicat amb fibra de vidre. Les vores de la bobina de diferents bobines es divideixen en capes superior i inferior i incrustades a la ranura de l'armadura. L'aïllament entre la bobina i el nucli de ferro, així com entre les vores superior i inferior de la bobina, s'ha de mantenir correctament. Per evitar que la força centrífuga llence la vora de la bobina fora de la ranura, la ranura es fixa amb falques de ranura. La part de connexió final de la bobina que s'estén fora de la ranura està lligada amb una cinta de vidre no-termosetat.

 

(3) Commutador

En un motor de corrent continu, el commutador està equipat amb raspalls elèctrics, que poden convertir la potència de corrent continu externa en corrent altern a la bobina de l'induït, mantenint constant la direcció del parell electromagnètic; En un generador de corrent continu, el commutador està equipat amb raspalls elèctrics, que poden convertir la força electromotriu alterna induïda a la bobina de l'induït en força electromotriu directa extreta dels raspalls elèctrics positius i negatius. Un commutador és un cos cilíndric format per molts segments de commutador, que estan aïllats amb làmines de mica entre ells.

 

(4) Eix giratori

L'eix té un paper de suport en la rotació del rotor i requereix un cert grau de resistència mecànica i rigidesa. Generalment es processa a partir d'acer rodó

Categories principals

 

(5) Generador de corrent continu

Un generador de corrent continu és una màquina que converteix l'energia mecànica en energia elèctrica de corrent continu. S'utilitza principalment com a font d'energia d'excitació per a motors de corrent continu, electròlisi, galvanoplastia, fosa elèctrica, càrrega i generadors de CA. Tot i que els components del rectificador de potència també s'utilitzen en llocs on es necessita corrent continu per convertir el corrent altern en corrent continu, pel que fa a certs aspectes de rendiment, les fonts d'alimentació del rectificador de corrent altern no poden substituir completament els generadors de corrent continu.

(6) Motor de corrent continu

Dispositiu giratori que converteix l'energia del corrent continu en energia mecànica. L'estator del motor elèctric proporciona un camp magnètic, la font d'alimentació de CC proporciona corrent al bobinatge del rotor i el commutador manté constant la direcció del corrent del rotor i el parell generat pel camp magnètic. Els motors de corrent continu es poden dividir en dues categories en funció de si estan equipats amb commutadors de raspall d'ús habitual, inclosos els motors de corrent continu raspallats i els motors de corrent continu sense escombretes.

El motor de corrent continu sense escombretes és un nou tipus de motor de corrent continu desenvolupat en els darrers anys amb el desenvolupament de la tecnologia de microprocessador, l'aplicació de nous dispositius electrònics de potència amb alta freqüència de commutació i baix consum d'energia, així com l'optimització dels mètodes de control i l'aparició de materials d'imants permanents de baix{0}}cost i alt nivell d'energia magnètica.

(7) Principi de control

El principi de control d'un motor de CC sense escombretes és que, per fer girar el motor, la unitat de control primer ha de determinar la posició del rotor del motor detectat pel sensor de sala i després decidir l'ordre d'encendre (o apagar) els transistors de potència a l'inversor segons el bobinat de l'estator. Els AH, BH, CH (s'anomenen transistors de potència del braç superior) i AL, BL, CL (s'anomenen transistors de potència del braç inferior) de l'inversor fan que el corrent flueixi a través de la bobina del motor en seqüència per generar un camp magnètic giratori cap endavant (o invers) i interactuar amb l'imant del rotor, de manera que el motor giri en sentit horari/rellotge. Quan el rotor del motor gira a la posició on el sensor hall detecta un altre conjunt de senyals, la unitat de control encén el següent conjunt de transistors de potència, de manera que el motor cíclic pot continuar girant en la mateixa direcció fins que la unitat de control decideixi aturar el rotor del motor i apagar els transistors de potència (o només encendre els transistors de potència del braç inferior); Si s'ha d'invertir el rotor del motor, s'inverteix l'ordre d'activació del transistor de potència.

 

Bàsicament, el mètode d'obertura dels transistors de potència es pot exemplificar de la següent manera: AH, grup BL → AH, grup CL → BH, grup CL → BH, grup AL → CH, grup AL → grup CH, BL, però no s'ha d'obrir com a AH, AL o BH, BL o CH, CL. A més, com que els components electrònics sempre tenen un temps de resposta de l'interruptor, s'ha de tenir en compte el temps de resposta del transistor de potència en apagar i engegar. En cas contrari, quan el braç superior (o el braç inferior) no estigui completament apagat, el braç inferior (o el braç superior) ja estarà encès, provocant un curtcircuit entre els braços superior i inferior i cremant el transistor de potència.

 

Quan el motor gira, la unitat de control compararà la comanda composta per la velocitat i la taxa d'acceleració/desacceleració establertes pel conductor amb la velocitat del canvi de senyal del sensor de sala (o calculada per programari) per determinar si el següent conjunt d'interruptors (AH, BL o AH, CL o BH, CL o...) s'ha d'encendre i la durada del temps d'encesa. Si la velocitat no és suficient, s'allargarà; si la velocitat és massa alta, s'escurçarà. Aquesta part del treball la completa PWM. PWM és la manera de determinar si la velocitat del motor és ràpida o lenta, i com generar aquest PWM és el nucli per aconseguir un control de velocitat més precís.

 

El control d'alta-velocitat ha de considerar si la resolució del rellotge del sistema és suficient per comprendre el temps de processament de les instruccions del programari. A més, el mètode d'accés a les dades per als canvis de senyal del sensor de sala també afecta el rendiment del processador, la precisió del judici i el rendiment-en temps real. Pel que fa al control de velocitat de baixa-velocitat, especialment d'arrencada a baixa-velocitat, els canvis en el senyal del sensor de hall retornat es fan més lents. És molt important extreure el senyal, processar-lo en el moment adequat i configurar els valors dels paràmetres de control adequadament segons les característiques del motor. Alternativament, la retroalimentació de velocitat es pot ajustar en funció dels canvis del codificador per augmentar la resolució del senyal per a un millor control. El motor pot funcionar sense problemes i respondre bé, i no es pot ignorar l'adequació del control PID. Com s'ha esmentat anteriorment, el motor de CC sense escombretes és un control de llaç-tancat, de manera que el senyal de retroalimentació equival a indicar al departament de control fins a quin punt la velocitat del motor encara és diferent de la velocitat objectiu, que és l'error. Conèixer l'error requereix naturalment una compensació, que es pot aconseguir mitjançant controls d'enginyeria tradicionals com el control PID. Tanmateix, l'estat i l'entorn de control són realment complexos i-canviant. Per aconseguir un control robust i durador, els factors que s'han de tenir en compte poden no ser completament dominats pel control d'enginyeria tradicional. Per tant, el control difuso, els sistemes experts i les xarxes neuronals també s'inclouran com a teories importants per al control PID intel·ligent.