A kefe nélküli egyenáramú motor teste felépítésében hasonló az állandó mágneses szinkronmotoréhoz, azzal a különbséggel, hogy nincs ketrectekercs és indítószerkezete. Állórész tekercselése lehet egyszerű egyfázisú vagy több mint háromfázisú szerkezet. Az armatúra tekercsek csatlakozási módjai elsősorban csillag- és delta-kötést tartalmaznak. Az elektronikus kommutációs áramkörök általában hídos és nem híd típusúak. , sokféle változatból állhatnak össze. Az alábbiakban a legelterjedtebb két-két-három fázisú csillag hatállapotú állandó mágneses kefe nélküli egyenáramú motor működési elvének egyszerű elemzése olvasható.
A háromfázisú, kétpólusú kefe nélküli egyenáramú motor felépítése
Az A, B és C háromfázisú állórész tekercsek, amelyek rendre a V1, V2, V3 teljesítménykapcsolókkal vannak összekötve az elektronikus kapcsolóáramkörben, a helyzetérzékelő nyomkövető forgórésze pedig a motor forgó tengelyén van elhelyezve. . A VP1, VP2 és VP3 egyenletesen oszlik el a kefe nélküli egyenáramú motor egyik végén, a térbeli hányadosban 120 fokos különbséggel. A motor tengelyén lévő forgó árnyékoló lemez hatására a rotor mágneses pólusának helyzete annak megfelelően kerül meghatározásra, hogy egy adott optoelektronikai eszközt megvilágít-e a fény.
Ha az állórész tekercsének A fázisa egy bizonyos pillanatban feszültség alá kerül, az áram kölcsönhatásba lép a forgórész állandó mágnese által generált fő mágneses mezővel, és elektromágneses nyomatékot generál, így a forgórész forog, és a rotormágnes helyzete megváltozik. elektromos jel a helyzetérzékelőn keresztül. , majd vezérelje az elektronikus kapcsoló áramkört úgy, hogy az állórész minden fázistekercse felváltva kapcsoljon be, és az állórész fázisáram a forgórész helyzetének változásával meghatározott sorrendben váltson fázisokat. Ily módon az elektronikus kapcsolóáramkör vezetési sorrendje szinkronizálható a forgórész elfordulási szögével a mechanikus kommutáció hatásának elérése érdekében.
A kefe nélküli egyenáramú motor matematikai modellje
Háromfázisú, kétpólusú kefe nélküli egyenáramú motor, belső forgórész szerkezet, az állórész tekercseinek csillag alakú csatlakozása és három Hall elem egyenletesen oszlik el 120 fokos térkülönbséggel. Ugyanakkor feltételezzük, hogy a motor a következő jellemzőkkel rendelkezik:
(1) A motor mágneses áramköre nincs telítve, és figyelmen kívül hagyja az örvényáram hatását, a hiszterézisveszteséget és az armatúra reakciót;
(2) Kisebb, mint a fogaskeréknyomaték hatása;
(3) A vezérlőáramkör tápegységei mind ideális kapcsolókészülékek.
Nyomatékegyenlet
Amikor az egyenáramú motor normál üzemállapotban van, az elektromágneses nyomaték arra a nyomatékra vonatkozik, amelyet a vezető és az állandó mágnes kölcsönhatása generál az armatúra tekercsének feszültség alá helyezése után. Amikor a motor normálisan működik, a tekercs két fázisa egyidejűleg bekapcsolva van, így a Pm elektromágneses teljesítmény:
Pm=2EpIp
Az áramkommutáció hatásától eltekintve a motor Te elektromágneses nyomatéka:
Te= Pm/Wi/Np =2npEpIp/W1=2npψp Ip
A képletben Ep a kefe nélküli egyenáramú motor elektromotoros erejének csúcsértéke;
Ip a motor aktuális csúcsértéke
Ψp a motor elektromágneses fluxuskapcsolásának csúcsértéke
A képletből látható, hogy a motor elektromágneses nyomatéka arányos a csúcsárammal
mozgásegyenlet
Általánosságban elmondható, hogy a rendszer mozgásegyenlete az
Te – TL – Zw=J*dw/dt
A képletben Te és TL a motor elektromágneses nyomatéka és terhelési nyomatéka
W a motor szögsebessége;
Z a viszkózus súrlódási tényező
J a motor forgórészének tehetetlenségi nyomatéka
A kefe nélküli egyenáramú motor jellemző elemzése
Kiindulási jellemzők
Kezdetben, mivel a hátsó EMF nulla, az armatúra árama:
I=Ud -2△U/2R
A képletben Ud a motor által bekapcsolt kétfázisú tekercsek hálózati feszültsége;
△ U a vezérlőáramkör teljesítménycsökkenése;
R a motor állórész tekercsének belső ellenállása
A kis belső ellenállás miatt indításkor gyorsan megnő az armatúra árama, így nagy az indító elektromágneses nyomaték, amely gyorsan indítható, és terhelés alatt is közvetlenül indítható. A fordulatszám növekedésével az armatúra taszítása megnöveli az indukált elektromotoros erőt, a motor nyomatéka csökken, és a gyorsulási sebesség is csökken, végül normál üzemállapotba kerül, és a fordulatszám és az armatúra áram ekkor stabil.
Ha a motort terhelés nélkül indítjuk, az ábrán látható a fordulatszám és az armatúraáram időbeli görbéje
Mechanikai tulajdonságok
A mechanikai jellemzők a motor fordulatszáma és az elektromágneses nyomatéka közötti összefüggésre vonatkoznak, amikor az Ud egyenfeszültség állandó. A kefe nélküli egyenáramú motor mechanikai jellemzőinek egyenlete a következő:
n=15/ BlπR′Wфnégyzet(U-RI-L dI/dt)
A befejezés után megkaphatja:
n=30/π* Kt Ud – 2RTe/Ke Kt
A képletben Kt a motor nyomaték együtthatója
Ke a motor indukált elektromotoros erő együtthatója
Ud a hálózati feszültség
Látható, hogy lineáris kapcsolat van a forgási sebesség és az elektromágneses nyomaték között. A tényleges működési folyamatban azonban, amikor az elektromágneses nyomaték megnő, az armatúra reakciója bizonyos lemágnesezési hatást vált ki. Ugyanakkor, figyelembe véve a vezérlő áramkört meghajtó teljesítményeszköz nemlinearitását, a motor mechanikai jelleggörbéjének vége lefelé hajlik. .
A kefe nélküli egyenáramú motor mechanikai jelleggörbéje az ábrán látható
Beállítási jellemzők
A szabályozási karakterisztika a motor fordulatszáma és az alkalmazott feszültség közötti változó kapcsolatra vonatkozik, amikor a motor elektromágneses nyomatéka állandó. Ha a kefe nélküli egyenáramú motor stabil állapotban van, figyelmen kívül hagyva a vezérlő áramkört meghajtó tápegység elvesztését, a következő összefüggés áll fenn
Ud=raI plusz π/30*Ken
KTI-TL=π/30Zn
Ekkor a sebesség és a feszültség kapcsolata az
N=30/30 KTKe plusz πraZ*(KT Ud –ra –TL)
Így megkapható a kefe nélküli egyenáramú motor Ud-vel változó fordulatszámának görbéje különböző Te elektromágneses nyomaték mellett, Te1<><><>
A kefe nélküli egyenáramú motor jó vezérlési teljesítménnyel rendelkezik, de amikor az Ud kicsi, az elektromágneses nyomaték is kicsi, az elektromágneses nyomaték is kicsi, a terhelési nyomaték nem korlátozható, és a motor nem indítható, így a motor sebessége nulla, és amikor az Ud növekszik Ha túllépi a kapuvonali feszültséget, a motor elindul, és fokozatosan állandósult állapotba megy. Ha az Ud nagyobb, a sebesség is nagyobb. Ugyanakkor a súrlódás megléte miatt a beállítási karakterisztika nem megy át az origón.
