Elektrimootor koosneb rootorist, mis on paigutatud pöörlevasse magnetvälja. Selle pöörleva magnetvälja mõjul omandab rootor pöörlemismomendi, mis põhjustab selle pöörlemise. Asünkroonsed mootorid töötavad laias võimsusvahemikus, mõnest vatist kuni kümnete tuhandete kilovatini, andes toite erinevatele mehaanilistele seadmetele ja kodumasinatele.
Elektrimootor (tavaliselt nimetatakse seda "mootoriks") on elektromagnetiline seade, mis muundab või edastab elektrienergiat elektromagnetilise induktsiooni põhimõttel. Selle peamine ülesanne on genereerida pöördemomenti, mis toimib elektriseadmete või erinevate mehaaniliste seadmete toiteallikana.
Generaatori põhiülesanne on elektrienergia muundamine mehaaniliseks energiaks.
Elektrimootor koosneb peamiselt elektromagnetmähist või jaotatud staatorimähistest magnetvälja tekitamiseks, pöörlevast armatuurist või rootorist ja muudest tarvikutest. Staatori mähiste tekitatud pöörleva magnetvälja mõjul voolab vool läbi armatuuri orava{1}}puuri alumiiniumraami. See vool interakteerub magnetväljaga, põhjustades armatuuri pöörlemise.
Staator (statsionaarne osa) Staatori südamik: mootori magnetahela komponent, millele on paigaldatud staatori mähised; Staatori mähised: mootori elektriahel, mille kaudu liigub kolmefaasiline{0}} vahelduvvool, et tekitada pöörlev magnetväli; Raam: Kinnitab staatori südamiku ja esi-/tagaotsa katted, et toetada rootorit, pakkudes samal ajal kaitset, soojuse hajumist ja muid funktsioone;
Rootor (pöörlev osa)
Rootori südamik: toimib mootori magnetahela osana ja hoiab rootori mähiseid selle piludes;
Rootori mähised: lõigake läbi staatori pöörleva magnetvälja, et tekitada indutseeritud elektromotoorjõud ja vool, tekitades elektromagnetilise pöördemomendi, mis juhib mootori pöörlemist;
【Mootoripõhimõtte animatsioon】
Püsimagnetmootor ▼
Alalisvoolu mootor ▼
Kvantmagnetmootor ▼
Ühefaasiline{0}}asünkroonmootor ▼
Sammmootorite tööpõhimõte ▼
Tasakaalu mootor ▼
Elektrivoolu tekitamise põhimõte ▼
Kolme-faasi staator ▼
Mootori rist-Lõige ▼
Elektrimootor ▼
Alalisvoolumootorid▼
Erinevused muudetava sagedusega mootorite ja tavaliste mootorite remondi vahel
Muutuva sagedusega mootorite remondimeetodid on põhimõtteliselt samad, mis tavaliste mootorite puhul. Muutuva sagedusega toiteallikate ainulaadsete omaduste tõttu on muudetava sagedusega mootorimähiste isolatsiooninõuded siiski rangemad kui tavalistel mootoritel. Isolatsioonitingimuste parandamiseks tuleks võtta järgmised meetmed:
1. Valige suurepärase koroonatakistusega elektromagnetjuhe, mis vastab mootori nõuetele kõrge sagedusega impulsside ja osalise tühjenemise vastu.{1}}
Tavaliselt kasutatakse polüesterimiid/polüamiidimiid komposiit emailitud traati või koroona{0}}kindlat elektromagnettraati.
2. Mähise ja pilu sisestamise ehitustehnikad.
Muutuva sagedusega mootorite mähise, pilu sisestamise ja sidumisprotsesside ajal on range juhtimine hädavajalik. Erilist tähelepanu tuleb pöörata juhtme kahjustamise vältimisele mähise ja pilu sisestamise ajal. Pilu sisestamine peab tagama pilu isolatsiooni, faasiisolatsiooni ja kiht---isolatsiooni õige paigutuse. Faasiisolatsioonil tuleks kasutada isolatsioonilakiga kergesti läbitavaid materjale. Rulli otsad peavad olema tugevdatud sidumise ja kinnitusega, et need moodustaksid tervikliku üksuse.
Isolatsiooni tugevdamine mootori pilu põhjas, faaside vahel, kihtide vahel ja mähise algus-/lõpupöördetel suurendab mootori dielektrilist tugevust.
3. Peamisel isolatsioonil peab olema lünka{1}}vaba isolatsioon.
Muutuva sagedusega mootorite isolatsioonistruktuuri õhuvahed on koroonalahenduse peamine põhjus. Tagamaks õhuvahede puudumist üldises isolatsioonistruktuuris, ei tohi kasutatav immutuslakk olla madalam kui F-lakivaba ja V1% lahustisisalduse klass V1. peab tööle võtta. See protsess suurendab ka isolatsioonikonstruktsiooni üldist mehaanilist tugevust.
4. Veenduge, et muundur, kaablid ja mootor sobituvad õigesti ning piirake mootori ja toiteallika vaheliste kaablite pikkust.
Elektriliinide impedantsi mittevastavuse tõttu suureneb ülepinge amplituud mootori otsas koos inverteri ja mootori vaheliste kaablite pikkusega, mis võib kergesti põhjustada osalist tühjenemist. Seetõttu tuleks muutuva sagedusega toiteallika spetsiifiliste omaduste ja tegelike nõuete põhjal ühenduskaabli pikkust võimalikult palju minimeerida, et vähendada ülepinge amplituudi mootori otsas ja osalise tühjenemise kogust, pikendades seeläbi mootori kasutusiga. Muutuva sagedusega mootorite toitekaablites kasutatakse tavaliselt spetsiaalseid kaableid, mida tuntakse ka sümmeetrilise juhtmega muutuva sagedusega kaablitena, mis kuuluvad 3P+3N/E seeriasse. See tähendab, et algne 3+1 konfiguratsioon jagab ühe nulljuhtme kolmeks eraldi juhiks.
Samm mootor
Joonis 1.1 illustreerib kahe-faasilise samm-mootori tööpõhimõtet, millel on kaks mähist. Kui üks mähis on pingestatud, tekitab selle staatori poolus magnetvälja, mis tõmbab rootori selle poolusega joondamiseks. Kui mähised pingestatakse järjestikku juhtimpulsside -tsüklite ajal läbi olekute A`A→B`B→`AA→`BB-, pöörleb mootor päripäeva. Kui mootor on pingestatud järjestuses A`A→`BB→`AA→B`B, pöörleb mootor vastupäeva. Iga juhtimpulss muudab pingestamise suunda, põhjustades mootori ühe sammu (90 kraadi) liikumist. Neli impulssi teevad ühe täispöörde. Kõrgem impulsisagedus põhjustab mootori kiirema pöörlemise.
Sammmootori väljundmoment on võrdeline mootori efektiivse mahu, pooli pöörde, magnetvoo ja vooluga. Seetõttu annab suurem efektiivne maht, rohkem mähise pöördeid ja väiksem õhuvahe staatori ja rootori vahel suurema pöördemomendi ja vastupidi.
Joonis. 2 Sammmootori mehhanismi ehitusskeem
Sammmootori struktuur koosneb rootorist (rootori südamik, püsimagnet, võll, kuullaagrid), staatorist (mähised, staatori südamik) ning esi- ja tagaotsakorkidest. Kõige tüüpilisemal kahe-faasilisel hübriidsammmootoril on 8 suure hamba ja 40 väikese hambaga staator, rootoril aga 50 väikest hammast. Kolmefaasilise mootori staatoril on 9 suurt hammast ja 45 väikest hammast, kusjuures rootoril on ka 50 väikest hammast.
Sammmootori faaside arv viitab mootoris olevate poolirühmade arvule. Tavaliselt kasutatavate tüüpide hulka kuuluvad kahe-faasi, kolme-faasi, nelja-faasi ja viie-faasilised sammmootorid. Erinevate faaside loenduste tulemuseks on erinevad sammunurgad: tavaliselt on kahe-faasimootori astmenurk 0,9 kraadi /1,8 kraadi, kolme-faasimootoritel on 0,75 kraadi /1,5 kraadi ja viiel{12}}faasimootoril 0,36 kraadi /0,72 kraadi. Ilma mikrosammu draiverita valivad kasutajad peamiselt erineva faaside arvuga samm-mootorid, et need vastaksid nende nõutavatele sammunurga spetsifikatsioonidele. Mikrosammu draiveri kasutamisel muutub faaside arv ebaoluliseks; kasutajad saavad sammu nurga muutmiseks lihtsalt juhi mikrosammu eraldusvõimet reguleerida.
Olenemata sellest, kas tegemist on kahe-faasilise nelja-juhtmega, nelja-faasi viie-juhtmega või nelja-kuuefaasilise-juhtmega sammmootoriga, jääb sisemine konstruktsioon ühtlaseks. Erinevus nelja-traadi, viie-juhtme või kuue-juhtme konfiguratsiooni vahel sõltub sellest, kas paarid A ja ~A või paarid B ja B~ jagavad ühist terminali (COM) ühendust. Kui nii rühmal A kui ka B on oma spetsiaalne COM-klemm, on mootor kuue{11}}juhtmeline. Kui A ja B ühised klemmid on omavahel ühendatud, on see viis{13}}juhet.
Seetõttu tuleb samm-mootori juhtmestiku konfiguratsiooni määramiseks lihtsalt eraldada A- ja B-rühmad ning testida neid multimeetriga.
Neli{0}}juhet:Kuna nelja{0}}juhtmelises konfiguratsioonis ühist (COM) juhet ei ole, on A- ja B-rühmad täielikult isoleeritud ega juhi üksteist -juhtivalt. Seega ei näita üks rühm multimeetriga testimisel järjepidevust.
Viis{0}}juhet:Viie{0}}juhtme konfiguratsioonis on A- ja B-rühma ühised klemmid omavahel ühendatud. Kui multimeetriga testimisel on ühe juhtme takistuse väärtus sarnane teiste juhtmetega, on see juhe ühine klemm. Viie-juhtmelise sammmootori juhtimiseks võib ühise klemmi jätta ühendamata ja mootor töötab endiselt.
Kuus{0}}juhet:A- ja B-rühma ühised klemmid ei ole ühendatud. Samamoodi, kasutades takistuse mõõtmiseks multimeetrit, kui üks juhe näitab identset takistust kahe teise juhtmega, on see juhe com-klemm ja ülejäänud kaks juhet moodustavad rühma. Nelja-faasi kuue-juhtmega sammmootori juhtimiseks saab mootorit juhtida ka kahte ühist kommunikatiivklemmi ühendamata.
Sammmootoriga seotud kontseptsioonid:
Faaside arv: ergastuspoolide paaride arv, mis genereerivad erinevaid N ja S magnetpooluse paare. Tavaliselt tähistatakse m.
Pulsside arv:Ühe magnetvälja tsükli läbimiseks vajalik impulsside või juhtivate olekute arv, mida tähistatakse n-ga. Teise võimalusena viitab see impulsside arvule, mis on vajalik mootori ühe kaldenurga pööramiseks. Näiteks nelja-faasilises mootoris:
Astme nurk:Mootori rootori nurknihe, mis vastab ühele impulsisignaalile, mida tähistatakse θ-ga. θ=360 kraadi / (rootori hambad J × töölöögi arv). Tavaliste kahe- või nelja-faasiliste 50 rootorihambaga mootorite puhul: nelja-faasilise töö korral on astmenurk θ=360 kraadi /(50*4)=1.8 kraadi (tavaliselt nimetatakse täisastmeks). Kaheksa-faasi töös on sammu nurk θ=360 kraadi /(50*8)=0.9 kraadi (tavaliselt nimetatakse poolsammuks).
Hoidmismoment:Mootori rootori olemuslik lukustusmoment pingevaba{0}}(põhjustatud magnetvälja hambaprofiili harmoonilistest ja mehaanilistest vigadest).
Staatiline pöördemoment:Mootori võlli lukustusmoment, kui mootor on nominaalse staatilise elektrijõu all, kuid ei pöörle. See pöördemoment on mootori suuruse (geomeetriliste mõõtmete) hindamise standard ja ei sõltu ajami pingest ega toiteallikast.
Sammmootori ajam:Sammmootori juhtimine hõlmab sisuliselt vaheldumisi pidevate impulsside rakendamist mootori A- ja B-rühmale, mis võimaldab mootoril töötada.
Vahelejäänud samm:Mootori töö ajal tehtud sammude tegelik arv ei vasta teoreetilisele sammude arvule.
Näide:Kahe{0}}faasi ja viie-faasilise sammmootori erinevused
Sammmootorid liigitatakse peamiselt faaside arvu järgi, praegusel turul on kõige laialdasemalt kasutusele võetud kahe{0}}faasi ja viie-faasilised sammmootorid. Enamikku kahe-faasilisi samm-mootoreid saab jagada maksimaalselt 400 võrdseks sammuks pöörde kohta, samas kui viie-faasilisi mootoreid saab jagada 1000 võrdseks sammuks. Järelikult on viiefaasilistel{8}}astmemootoritel suurepärased jõudlusomadused, lühemad kiirendus-/aeglustusajad ja väiksem dünaamiline inerts.
Kahe{0}}faasi ja viie-faasilise sammmootori erinevuste võrdlus:
| Kahe{0}}faasiline sammmootor | Viie{0}}faasiline sammmootor | |
| Resolutsioon | 1,8 kraadi / 0,9 kraadi (200, 400 mikrosammu) | 0,72 kraadi / 0,36 kraadi (500, 1000 mikrosammu), 2,5 korda kõrgem kui kahefaasilistel{5}}astmemootoritel |
| Vibratsiooni omadused | Madala-kiiruse resonantsvahemik 100–200 PPS, märkimisväärne vibratsioon | Puuduvad olulised resonantspunktid, madal vibratsioon |
| Kiiruse ja pöördemomendi omadused | Madalam kiirus | Suur kiirus, suur pöördemoment |
1. Juhtimise täpsuse erinevused
Kahe-faasiliste hübriidsammmootorite astmenurk on tavaliselt 3,6 kraadi või 1,8 kraadi, samas kui viie-faasiliste hübriidsammmootorite sammunurgad on tavaliselt 0,72 kraadi või 0,36 kraadi. Mõned suure jõudlusega-astmemootorid pakuvad veelgi väiksemaid sammunurki. Näiteks Sitong Company toodetud samm-mootori aeglaste-traadilõikamismasinate jaoks on sammunurk 0,09 kraadi. Saksamaa Berger Lahri toodetud kolmefaasiliste hübriidsammmootorite astmenurgad saavad DIP-lülitite kaudu seadistada 1,8 kraadi , 0,9 kraadi , 0,72 kraadi , 0,36 kraadi , 0,18 kraadi , 0,09 kraadi , 0,072 kraadi või 0, 0 ühilduvusvõimalusega 36 kraadi . kahe-faasi ja viie{22}}faasilise hübriidastmega mootor sammu nurgad.
Vahelduvvoolu servomootorite juhtimistäpsuse tagavad pöörlevad andurid. Võttes näiteks Panasonicu täisdigitaalsed vahelduvvoolu servomootorid, on standardsete 2500-realiste kodeerijatega varustatud mootorite puhul impulsi ekvivalent 360 kraadi/10000=0.036 kraadi tänu draiveris sisemiselt juurutatud kvadratuurse sageduse muundamise tehnoloogiale. 17-bitise kooderiga varustatud mootorite puhul võtab ajam vastu 2¹⁷=131,072 impulssi pöörde kohta, mille tulemuseks on impulsi eraldusvõime 360 kraadi / 131 072 impulssi=0.002746 kraadi impulsi kohta.
2. Erinevad madala-sageduse karakteristikud
Sammmootorid on aeglastel kiirustel{0}}aldis madala sagedusega vibratsioonile. Vibratsiooni sagedus sõltub koormustingimustest ja juhi jõudlusest, mida üldiselt peetakse pooleks mootori koormuseta{2}}käivitussagedusest. See samm-mootorite tööpõhimõttele omane madala sagedusega vibratsioon{4}} kahjustab masina normaalset tööd. Kui samm-mootorid töötavad madalatel pööretel, tuleks madala sagedusega vibratsiooni leevendamiseks kasutada summutustehnikaid, nagu näiteks mootorile amortisaatorite lisamine või juhis mikrosammutehnoloogia kasutamine.
Vahelduvvoolu servomootorid töötavad erakordselt sujuvalt, ilma vibratsioonita isegi madalatel kiirustel. Vahelduvvoolu servosüsteemid sisaldavad resonantsi summutamise võimeid, et kompenseerida mehaanilise jäikuse puudujääke. Lisaks tuvastab süsteemi sisemine sagedusanalüüsi funktsioon (FFT) mehaanilisi resonantspunkte, hõlbustades süsteemi häälestamist.
3. Erinevad pöördemomendi-sageduskarakteristikud
Sammmootorite väljundpöördemoment väheneb kiiruse suurenedes ja suurematel kiirustel langeb see järsult. Järelikult on nende maksimaalne töökiirus tavaliselt piiratud 300–600 p/min. Vahelduvvoolu servomootorid tagavad püsiva pöördemomendi, säilitades nimipöördemomendi oma nimipöörete vahemikus (tavaliselt 2000 või 3000 p/min). Üle nimikiiruse lähevad nad üle konstantsele väljundvõimsusele.
4. Erinevad ülekoormusvõimalused
Sammmootoritel puudub üldiselt ülekoormusvõime. Vahelduvvoolu servomootoritel on tugev ülekoormusvõime. Võttes näiteks Panasonicu vahelduvvoolu servosüsteemi, on sellel nii kiiruse ülekoormus kui ka pöördemomendi ülekoormusvõime. Selle maksimaalne pöördemoment on kolm korda suurem kui nimimoment, mis võimaldab tal käivitamisel ületada inertsiaalkoormuste inertsmomenti. Sammmootoritel puudub see ülekoormusvõime. Inertsiaalse pöördemomendi ületamiseks käivitamisel valitakse spetsifikatsiooni käigus sageli suurema pöördemomendiga mootorid. Nii suur pöördemoment pole aga tavatöö ajal vajalik, mille tulemuseks on pöördemomendi raiskamine.
5. Erinevad tegevused
Sammmootorid kasutavad avatud{0}}ahela juhtimist. Liiga kõrged käivitussagedused või liigsed koormused võivad põhjustada sammu kaotust või seiskumist. Liiga suured kiirused peatumise ajal võivad põhjustada ületamist. Seetõttu tuleb juhtimise täpsuse tagamiseks kiirendust ja aeglustumist korralikult juhtida. Vahelduvvoolu servoajamisüsteemid kasutavad suletud -ahela juhtimist. Juht proovib otse mootorikooderi tagasisidesignaale, moodustades sisemise asukoha ja kiiruse ahelad. See konstruktsioon väldib üldiselt samm-mootorite puhul levinud astmekadu või ületamist, tagades usaldusväärsema juhtimise.
6. Erineva kiirusega reageerimise jõudlus
Sammmootor vajab puhkeolekust töökiiruseni (tavaliselt mitusada pööret minutis) kiirendamiseks 200–400 millisekundit. Vahelduvvoolu servosüsteemidel on suurepärane kiirendusjõudlus. Näiteks Panasonicu MSMA 400 W vahelduvvoolu servomootor kiirendab puhkeolekust oma nimikiiruseni 3000 p/min vaid mõne millisekundiga, mistõttu sobib see rakendustele, mis nõuavad kiiret käivitus{6}}seiskamist.
Kokkuvõttes ületavad vahelduvvoolu servosüsteemid samm-mootoreid paljudes toimivusaspektides. Siiski kasutatakse samm-mootoreid endiselt tavaliselt täiturmehhanismidena vähem nõudlikes rakendustes. Seetõttu tuleb juhtimissüsteemi projekteerimisel sobiva mootori valimiseks põhjalikult hinnata selliseid tegureid nagu juhtimisnõuded ja maksumus.