Arbetsprincipen för DC-motorn

.En likströmsmaskin (DC-maskin) avser en roterande motor som kan omvandla elektrisk energi från likström till mekanisk energi (som en DC-motor) eller omvandla mekanisk energi till elektrisk likströmsenergi (som en DC-generator). Det är en typ av motor som underlättar ömsesidig omvandling mellan elektrisk och mekanisk energi. När den fungerar som en motor fungerar den som en likströmsmotor som omvandlar elektrisk energi till mekanisk energi; när den fungerar som en generator, fungerar den som en DC-generator, som omvandlar mekanisk energi till elektrisk energi.

 

Kompositionsstruktur

Strukturen hos en DC-motor bör bestå av två huvuddelar: statorn och rotorn. Den stationära delen av en DC-motor under drift kallas statorn. Statorns huvudfunktion är att generera ett magnetfält, som består av motorbasen, magnetiska huvudpoler, vändpoler, ändlock, lager och borstanordningar. Den del som roterar under drift kallas rotorn, som huvudsakligen genererar elektromagnetiskt vridmoment och inducerad elektromotorisk kraft. Det är navet för energiomvandling i DC-motorer, så det brukar kallas ankaret, som består av en axel, ankarkärna, ankarlindning, kommutator och fläkt.

 

Huvudmagnetisk pol

Funktionen hos den magnetiska huvudpolen är att generera ett magnetfält för luftgapet. Den magnetiska huvudpolen består av två delar: den magnetiska huvudpolens järnkärna och excitationslindningen. Järnkärnan är vanligtvis gjord av 0,5 mm till 1,5 mm tjocka kiselstålplattor, som pressas och nitas ihop. Den är uppdelad i två delar: stolpkroppen och stolpskorna. Delen ovanpå excitationslindningen kallas polkroppen, och delen på botten som vidgas kallas polskorna. Polskorna är bredare än polkroppen, vilket kan justera fördelningen av magnetfältet i luftgapet och underlätta fixeringen av excitationslindningen. Excitationslindningen är gjord av isolerad koppartråd och lindad runt den magnetiska huvudpolens kärna. Hela den magnetiska huvudpolen är fäst vid maskinbasen med skruvar,

Vändningsstång

Reverseringspolens funktion är att förbättra kommuteringen och minska eventuella kommuteringsgnistor mellan den elektriska borsten och kommutatorn under motordrift. Den är vanligtvis installerad mellan två intilliggande magnetiska huvudpoler och består av en järnkärna med omvänd pol och en omvänd pollindning. Den vändande pollindningen är gjord av isolerade ledningar lindade runt vändpolens järnkärna, och antalet vändpoler är lika med de magnetiska huvudpolerna.

 

Maskinbas

Det yttre skalet på motorstatorn kallas basen. Maskinbasens funktion är tvåfaldig:

Den ena används för att fixera den magnetiska huvudpolen, vändpolen och ändlocket och för att stödja och fixera hela motorn;

För det andra är själva maskinbasen också en del av den magnetiska kretsen, som bildar den magnetiska banan mellan de magnetiska polerna. Den del genom vilken det magnetiska flödet passerar kallas det magnetiska oket. För att säkerställa att maskinbasen har tillräcklig mekanisk styrka och god magnetisk ledningsförmåga är den vanligtvis gjord av gjutstål eller svetsad av stålplåtar.

 

Elektrisk borstanordning

Elektrisk borstanordning används för att införa eller extrahera likspänning och likström. Den elektriska borstanordningen består av en elektrisk borste, en borsthållare, en borststång och en borststångshållare. Elborsten placeras i borsthållaren och trycks ihop med en fjäder för att säkerställa god glidkontakt mellan borsten och kommutatorn. Borsthållaren är fäst på borststången, som är monterad på ett cirkulärt borststångssäte och måste isoleras från varandra. Borststångssätet är installerat på ändskyddet eller lagrets inre kåpa, och det periferiska läget kan justeras. Efter justering är det fixat.

 

(1)Armatur järnkärna

Armaturkärnan är huvuddelen av den magnetiska huvudkretsen och används för att bädda in ankarlindningen. Den allmänna ankarjärnkärnan är gjord av 0,5 mm tjocka kiselstålplåtar stansade och laminerade för att minska virvelström- och hysteresförluster som genereras i ankarjärnkärnan under motordrift. Den staplade järnkärnan är fixerad på axeln eller rotorfästet. Den yttre cirkeln av järnkärnan har ankarslitsar, i vilka ankarlindningar är inbäddade.

(2)Armaturlindning

Funktionen hos ankarlindningen är att generera elektromagnetiskt vridmoment och inducerad elektromotorisk kraft, och det är en nyckelkomponent för energiomvandling i DC-motorer, så det kallas ankaret. Den är sammansatt av många spolar (nedan kallade komponenter) anslutna enligt vissa regler. Spolarna är lindade med hög-hållfast emaljerad tråd eller glasfiberlindad platt koppartråd. Spolekanterna på olika spolar är uppdelade i övre och undre lager och inbäddade i ankarslitsen. Isoleringen mellan spolen och järnkärnan, samt mellan de övre och nedre spolkanterna, måste underhållas ordentligt. För att förhindra att centrifugalkraften kastar ut spolkanten ur spåret, är spåret fixerat med spårkilar. Ändanslutningsdelen av spolen som sträcker sig ut ur skåran är bunden med härdplast non-glastejp.

 

(3)Kommutator

I en DC-motor är kommutatorn utrustad med elektriska borstar, som kan omvandla den externa DC-effekten till växelström i ankarspolen, vilket håller riktningen för det elektromagnetiska vridmomentet konstant; I en DC-generator är kommutatorn utrustad med elektriska borstar, som kan omvandla den alternerande elektromotoriska kraften som induceras i ankarspolen till direkt elektromotorisk kraft från positiva och negativa elektriska borstar. En kommutator är en cylindrisk kropp som består av många kommutatorsegment, som är isolerade med glimmerskivor mellan dem.

 

(4) Roterande axel

Axeln spelar en stödjande roll i rotorns rotation och kräver en viss grad av mekanisk styrka och styvhet. Det är vanligtvis bearbetat av rundstål

Huvudkategorier

 

(5) DC-generator

En DC-generator är en maskin som omvandlar mekanisk energi till elektrisk DC-energi. Den används främst som excitationskraftkälla för DC-motorer, elektrolys, galvanisering, elektrisk smältning, laddning och AC-generatorer. Även om strömlikriktarkomponenter också används på platser där likström behövs för att omvandla växelström till likström, när det gäller vissa prestandaaspekter, kan växelströmslikriktarkraftkällor inte helt ersätta likströmsgeneratorer.

(6) DC-motor

En roterande anordning som omvandlar likströmsenergi till mekanisk energi. Elmotorns stator ger ett magnetfält, DC-strömförsörjningen ger ström till rotorns lindning, och kommutatorn håller rotorströmmens riktning och vridmomentet som genereras av magnetfältet konstant. DC-motorer kan delas in i två kategorier baserat på om de är utrustade med vanliga borstkommutatorer, inklusive borstade DC-motorer och borstlösa DC-motorer.

Borstlös likströmsmotor är en ny typ av likströmsmotor som utvecklats under de senaste åren med utvecklingen av mikroprocessorteknologi, tillämpningen av nya kraftelektroniska enheter med hög kopplingsfrekvens och låg strömförbrukning, såväl som optimering av styrmetoder och framväxten av låg-kostnad, hög magnetisk energinivå permanentmagnetmaterial.

(7)Kontrollprincip

Styrprincipen för en borstlös likströmsmotor är att för att få motorn att rotera måste styrenheten först bestämma positionen för motorrotorn som avkänns av hallsensorn, och sedan bestämma ordningen för att slå på (eller stänga av) krafttransistorerna i växelriktaren enligt statorlindningen. AH, BH, CH (dessa kallas överarmseffekttransistorer) och AL, BL, CL (dessa kallas underarmseffekttransistorer) i växelriktaren får strömmen att flyta genom motorspolen i sekvens för att generera ett framåt (eller bakåt) roterande magnetfält och interagera med rotorns magnet för att få motorn att rotera medurs/moturs. När motorrotorn roterar till den position där en annan uppsättning signaler avkänns av hallsensorn, slår styrenheten på nästa uppsättning krafttransistorer, så att den cykliska motorn kan fortsätta att rotera i samma riktning tills styrenheten bestämmer sig för att stoppa motorrotorn och stänga av krafttransistorerna (eller bara slå på krafttransistorerna under arm); Om motorrotorn ska vändas omvänds ordningen för effekttransistoraktivering.

 

I grund och botten kan öppningsmetoden för effekttransistorer exemplifieras enligt följande: AH, BL-grupp → AH, CL-grupp → BH, CL-grupp → BH, AL-grupp → CH, AL-grupp → CH, BL-grupp, men den får inte öppnas som AH, AL eller BH, BL eller CH, CL. Dessutom, eftersom elektroniska komponenter alltid har switch-svarstid, bör responstiden för effekttransistorn beaktas vid av- och påslag. Annars, när överarmen (eller underarmen) inte är helt avstängd, kommer underarmen (eller överarmen) redan att vara påslagen, vilket resulterar i en kortslutning mellan över- och underarmen och att krafttransistorn bränns ut.

 

När motorn roterar kommer kontrollenheten att jämföra kommandot som består av hastigheten och accelerations-/retardationshastigheten som ställts in av föraren med hastigheten för hallsensorns signaländring (eller beräknad av programvara) för att avgöra om nästa uppsättning strömbrytare (AH, BL eller AH, CL eller BH, CL eller...) ska slås på och varaktigheten av inkopplingstiden. Om hastigheten inte räcker till kommer den att utökas; om hastigheten är för hög kommer den att förkortas. Denna del av arbetet slutförs av PWM. PWM är sättet att avgöra om motorhastigheten är snabb eller långsam, och hur man genererar sådan PWM är kärnan för att uppnå mer exakt hastighetskontroll.

 

Höghastighetskontrollen måste överväga om systemets KLOCK-upplösning är tillräcklig för att förstå bearbetningstiden för programvaruinstruktioner. Dessutom påverkar dataåtkomstmetoden för ändringar av hallsensorsignaler också processorprestanda, bedömningsnoggrannhet och realtidsprestanda. När det gäller låg-hastighetskontroll, särskilt låg-starthastighet, blir ändringarna i hallsensorsignalen långsammare. Det är mycket viktigt att extrahera signalen, bearbeta den vid rätt tidpunkt och konfigurera styrparametervärdena på lämpligt sätt i enlighet med motorns egenskaper. Alternativt kan hastighetsåterkopplingen justeras baserat på kodarändringarna för att öka signalupplösningen för bättre kontroll. Motorn kan fungera smidigt och reagera bra, och lämpligheten av PID-kontroll kan inte ignoreras. Som nämnts tidigare är den borstlösa likströmsmotorn en sluten -slinga, så återkopplingssignalen motsvarar att tala om för kontrollavdelningen hur mycket motorhastigheten fortfarande skiljer sig från målhastigheten, vilket är felet. Att känna till felet kräver naturligtvis kompensation, vilket kan uppnås genom traditionella tekniska kontroller som PID-kontroll. Men tillståndet och miljön för kontroll är faktiskt komplexa och{19}}föränderliga. För att uppnå robust och hållbar styrning kanske faktorer som måste beaktas inte helt bemästras av traditionell teknisk styrning. Därför kommer fuzzy control, expertsystem och neurala nätverk också att inkluderas som viktiga teorier för intelligent PID-kontroll.