Įvadas: Nuolatinės srovės varikliai yra plačiai naudojami mūsų kasdieniame gyvenime, nuo smulkių buitinių prietaisų iki didelių pramoninių automobilių įrangos. Yra daug nuolatinės srovės variklių. Nuolatinės srovės varikliai paprastai skirstomi į dvi kategorijas: apvijų magnetinio lauko nuolatinės srovės varikliai ir nuolatinio magnetinio lauko nuolatinės srovės varikliai.
Šepetys nuolatinės srovės varikliai ir nuolatinės srovės varikliai be šepetėlių
Kaip dažnai minimi dviejų tipų varikliai, didžiausias skirtumas tarp jų yra šepetys. Šlifuotas nuolatinės srovės variklis naudoja nuolatinę magnetinę jėgą kaip statorių, ritė suvyniota ant rotoriaus, o energija perduodama mechaniniu anglies šepetėlio ir komutatoriaus mechanizmo poveikiu. Štai kodėl jis vadinamas šepečiu nuolatinės srovės varikliu, o tarp bešepetėlio nuolatinės srovės variklio rotoriaus ir statoriaus nėra mechaninio komponento, pvz., komutatoriaus.
Šepečių nuolatinės srovės variklių mažėjimą lemia tai, kad didelio našumo galios įrenginiai, kaip variklio jungiklis, yra praktiškesni, ekonomiškesni ir patikimesni valdymo režimu, pakeičiantys šepetinių variklių pranašumus. Antra, nuolatinės srovės varikliai be šepetėlių neturi šepečių susidėvėjimo ir turi daugiau pranašumų dėl elektrinio ir mechaninio triukšmo, energijos vartojimo efektyvumo, patikimumo ir ilgaamžiškumo.
Tačiau varikliai su šepečiu vis dar yra patikimas pasirinkimas pigiems darbams. Su tinkamu valdikliu ir jungikliu galima pasiekti gerą našumą. Kadangi beveik nereikia jokių elektroninių valdymo įrenginių, visa variklio valdymo sistema bus gana pigi. Be to, tai gali sutaupyti vietos, reikalingos laidams ir jungtims, ir sumažinti kabelių bei jungčių kainą, o tai labai ekonomiška naudojant programas, kurioms nereikia energijos vartojimo efektyvumo.
Nuolatinės srovės varikliai ir pavaros
Varikliai ir pavaros yra neatsiejami, ypač pastaraisiais metais, rinkos pokyčiai kelia aukštesnius reikalavimus variklinėms pavaroms. Visų pirma, keliami dideli patikimumo reikalavimai. Būtinos įvairios apsaugos funkcijos, o norint valdyti variklio srovę, kai variklis užvedamas, sustoja arba sustoja, reikalingas įtaisytas srovės ribojimas. Visa tai yra patikimumo patobulinimai.
Didelio efektyvumo pavaros valdymo algoritmai, tokie kaip variklio sukimosi skaitmeninio valdymo technologija, pasiekiama naudojant greičio ir fazių valdymą, ir didelio tikslumo padėties nustatymo valdymo technologija, reikalinga pavaroms, yra būtini kuriant didelio našumo variklių taikymo sistemas. Tam reikalingi veiksmingi disko valdymo algoritmai, kuriuos dizaineriai gali lengvai naudoti. Ir dabar daugelis gamintojų tiesiogiai įdiegs algoritmą ir pritaikys jį tvarkyklės IC, o tai patogiau naudoti dizaineriams. Patogus pavaros dizainas dabar yra populiaresnis.
Stabilumui taip pat reikia vairavimo technologijų palaikymo. Važiavimo bangos formos optimizavimas turi didelį poveikį variklio triukšmo ir vibracijos mažinimui. Sužadinimo vairavimo technologija, tinkama įvairioms variklio magnetinėms grandinėms, gali labai sumažinti variklių stabilumą dirbant. Be to, tai nuolatinis mažesnio energijos suvartojimo ir didesnio efektyvumo siekis.
Pusinio tilto vairavimo, tipiško nuolatinės srovės variklių vairavimo būdo, vaidmuo yra generuoti kintamosios srovės suveikimo signalus per maitinimo vamzdžius, taip generuojant dideles sroves varikliui toliau valdyti. Palyginti su viso tilto, pusės tilto pavaros grandinės yra palyginti mažos kainos ir lengviau formuojamos. Pustilties grandinės yra linkusios į bangos formos pablogėjimą ir trukdžius tarp virpesių konversijų. Viso tilto grandinės yra brangesnės ir sudėtingesnės, todėl nėra lengva sukelti nuotėkį.
Populiari PWM pavara jau yra plačiai naudojamas nuolatinės srovės variklių valdymo sprendimas. Viena iš priežasčių yra ta, kad jis gali sumažinti varančiojo maitinimo šaltinio energijos suvartojimą ir yra vis plačiau naudojamas. Daugelis variklių PWM sprendimų dabar pasiekė aukštą lygį pagerindami platų darbo ciklą, dažnio aprėptį ir sumažindami energijos suvartojimą.
Kai šepečiu varomi varikliai yra varomi PWM, perjungimo nuostoliai padidės didėjant PWM dažniui. Mažinant srovės pulsaciją didinant dažnį, būtina subalansuoti dažnį ir efektyvumą. Bešepetėlio variklio sinusinės bangos sužadinimo PWM pavara taip pat yra puikus sprendimas efektyvumo požiūriu, nors ir sudėtingesnis.
Santrauka
Keičiantis funkciniams terminalų rinkos reikalavimams, nuolatinės srovės variklio veikimo ir energijos vartojimo efektyvumo reikalavimai palaipsniui didėja. Nesvarbu, ar naudojamas šepečiu apdirbtas nuolatinės srovės variklis, ar bešepetėlis nuolatinės srovės variklis, būtina pasirinkti tinkamą pavaros technologiją pagal įvykio vietos poreikius, kad būtų užtikrintas patikimesnis, stabilesnis ir efektyvesnis variklio veikimas.
