Hast de helte fan 'e enerzjyferbrûk yn' e wrâld wurdt konsumearre troch motors, sadat de hege effisjinsje fan motors de meast effektive maatregel wurdt neamd om de enerzjyproblemen fan 'e wrâld op te lossen.
Yn 't algemien ferwiist it nei de transformaasje fan' e krêft generearre troch de stroom dy't yn it magnetysk fjild streamt yn rotearjende aksje, en yn brede sin omfettet it ek lineêre aksje.Neffens it type stroomfoarsjenning oandreaun troch motor, kin it wurde ferdield yn DC-motor en AC-motor.Neffens it prinsipe fan motorrotaasje kin it rûchwei ferdield wurde yn 'e folgjende kategoryen.(útsein spesjale motors)
AC AC motor Brushed motor: De breed brûkte boarstele motor wurdt algemien DC motor neamd.In elektrode neamd in "borstel" (stator kant) en in "commutator" (armature kant) wurde sequentially kontakt te wikseljen ôf de hjoeddeiske, dêrmei it útfieren fan in rotearjende aksje.Brushless DC-motor: It hat gjin borstels en commutators nedich, mar brûkt skeakelfunksjes lykas transistors om stroom te wikseljen en rotaasje út te fieren.Stappenmotor: Dizze motor wurket synchroon mei pulskrêft, dus it wurdt ek pulsmotor neamd.It skaaimerk is dat it maklik krekte posysjonearring operaasje kin realisearje.Asynchronous motor: wikselstroom makket de stator produsearje rotearjend magnetysk fjild, dat makket de rotor produsearje induced stroom en draaie ûnder syn ynteraksje.AC (wikselstroom) motor Syngroane motor: wikselstroom soarget foar in draaiend magnetysk fjild, en de rotor mei magnetyske peallen draait fanwege attraksje.De rotaasjefrekwinsje is syngronisearre mei de krêftfrekwinsje.
Oer stroom, magnetysk fjild en krêft Lit ús earst, om de folgjende útlis fan motorprinsipe te fasilitearjen, de basiswetten/regels oer stroom, magnetysk fjild en krêft besjen.Hoewol d'r in gefoel fan nostalgy is, is it maklik om dizze kennis te ferjitten as jo magnetyske komponinten net faak brûke.
Hoe draait de motor?1) de motor draait mei help fan magneten en magnetyske krêft.Om in permaninte magneet mei in rotearjende as, ① draaie de magneet (om in rotearjend magnetysk fjild te generearjen), ② neffens it prinsipe dat ferskate poalen fan de N- en de S-poal oanlûke en itselde nivo ôfstjitte, ③ de magneet mei in draaiende shaft sil draaie.
De stroom dy't yn 'e tried rint, soarget foar in draaiend magnetysk fjild (magnetyske krêft) der omhinne, sadat de magneet draait, wat eins deselde aksjestatus is as dizze.
Dêrneist, as de tried wurdt wûn yn in spoel, de magnetyske krêft wurdt synthesized, foarmje in grutte magnetyske fjild flux (magnetyske flux), resultearret yn in N-poal en in S-poal.Derneist, troch it ynstekken fan de izeren kearn yn 'e spoelfoarmige dirigint, wurde de magnetyske fjildlinen maklik troch te gean en kinne sterker magnetyske krêft generearje.2) Eigentlike rotearjende motor Hjir, as in praktyske metoade foar rotearjende elektryske masine, wurdt de metoade foar it meitsjen fan rotearjend magnetysk fjild troch it brûken fan trije-fase AC en spoel ynfierd.(Trijefase AC is in AC-sinjaal mei in faze-ynterval fan 120.) De spoelen wûn om 'e izeren kearn binne ferdield yn trije fazen, en U-fase-spoelen, V-fase-spoelen en W-fase-spoelen wurde regele mei yntervallen fan 120. De coils mei hege spanning generearje N peallen, en de Coils mei lege spanning generearje S peallen.Elke faze feroaret neffens in sinuswelle, sadat de polariteit (N-poal, S-poal) generearre troch elke spoel en har magnetysk fjild (magnetyske krêft) sil feroarje.Op dit stuit, sjoch gewoan nei de coils dy't generearje N peallen, en feroarje se yn folchoarder fan U-fase coil → V-fase coil → W-fase coil → U-fase coil, dus draaiend.Struktuer fan lytse motor De folgjende figuer toant de algemiene struktuer en ferliking fan stepping motor, boarstele DC motor en brushless DC motor.De basiskomponinten fan dizze motors binne benammen spoelen, magneten en rotors.Derneist binne se fanwege ferskate soarten ferdield yn spoel fêste type en magneet fêste type.
Hjir is de magneet fan 'e borstel DC-motor fêst oan' e bûtenkant, en de spoel draait oan 'e binnenkant.De boarstel en kommutator binne ferantwurdlik foar it leverjen fan macht oan 'e spoel en it feroarjen fan' e hjoeddeistige rjochting.Hjir is de spoel fan 'e boarstelleaze motor fêst oan' e bûtenkant en draait de magneet oan 'e binnenkant.Troch de ferskillende soarten motoren binne har struktueren oars, sels as de basiskomponinten itselde binne.It sil yn elk diel yn detail útlein wurde.Brushed motor Struktuer fan borstel motor It folgjende is it uterlik fan 'e boarstele DC motor faak brûkt yn it model, en de eksplodearre skematyske diagram fan de gewoane twa-pole (twa magneten) trije-slot (trije coils) motor.Miskien hawwe in protte minsken de ûnderfining om de motor te demontearjen en de magneet út te nimmen.It kin sjoen wurde dat de permaninte magneet fan 'e boarstel DC-motor fêst is, en de spoel fan' e borstel-DC-motor kin om it binnenste sintrum draaie.De fêste kant hjit "stator" en de rotearjende kant wurdt neamd "rotor".
Rotearjend prinsipe fan borstelmotor ① Rotearje tsjin de klok yn fan 'e begjinstân Coil A is oan' e boppekant, it ferbinen fan 'e stroomfoarsjenning oan' e boarstel, en lit de lofterkant wêze (+) en de rjochterkant wêze (-).In grutte stroom streamt fan de linker boarstel nei de coil A troch de commutator.Dit is in struktuer wêryn it boppeste diel (bûten) fan 'e spoel A de S-poal wurdt.Om't 1/2 fan 'e stroom fan spoel A streamt fan 'e lofterborstel nei spoel B en spoel C yn 'e tsjinoerstelde rjochting fan spoel A, wurde de bûtenkanten fan spoel B en spoel C swakke N-poalen (oanjûn mei wat lytsere letters yn' e stal).It magnetyske fjild generearre yn dizze spoelen en de ôfwizing en oanlûking fan magneten meitsje de spoelen tsjin de klok yn rotearje.② fierder tsjin de klok yn rotaasje.Dêrnei wurdt oannommen dat de rjochter boarstel is yn kontakt mei twa commutators yn de steat dat de coil A draait tsjin de klok yn troch 30 graden.De stroom fan 'e spoel A streamt kontinu fan 'e lofterborstel nei de rjochterborstel, en de bûtenkant fan 'e spoel hâldt de S-poal.Deselde stroom as de spoel A streamt troch de spoel B, en de bûtenkant fan 'e spoel B wurdt in sterkere N-poal.Sûnt beide úteinen fan coil C wurde koartsluten troch boarstels, gjin stroom streamt en gjin magnetysk fjild wurdt generearre.Sels yn dit gefal sil it ûnderwurpen wurde oan de krêft fan rotaasje tsjin de klok yn.Fan ③ oant ④ ûntfangt de boppeste spoel kontinu de krêft dy't nei lofts beweecht, en de legere spoel ûntfangt kontinu de krêft dy't nei rjochts beweecht, en bliuwt tsjin de klok yn draaie.As de coil draait nei ③ en ④ elke 30 graden, as de coil leit boppe de sintrale horizontale as, wurdt de bûtenkant fan 'e coil S pole;As de coil leit hjirûnder, wurdt it N pole, en dizze beweging wurdt werhelle.Mei oare wurden, de boppeste coil wurdt kearen ûnderwurpen wurde oan in krêft dy't ferhuzet nei lofts, en de legere coil wurdt hieltyd ûnderwurpen wurde oan in krêft dy't nei rjochts (beide tsjin de klok yn).Dit soarget derfoar dat de rotor altyd tsjin de klok yn draait.As de stroomfoarsjenning ferbûn is mei de tsjinoerstelde lofterborstel (-) en rjochterborstel (+), sil in magnetysk fjild mei tsjinoerstelde rjochtingen yn 'e spoel generearre wurde, sadat de rjochting fan' e krêft tapast op 'e spoel ek tsjinoersteld is, mei de klok mei draaie .Derneist, as de stroomfoarsjenning is loskeppele, sil de rotor fan 'e borstelmotor stopje mei rotearjen, om't d'r gjin magnetysk fjild is om it draaiend te hâlden.Trije-faze full-wave borstelleaze motor Uterlik en struktuer fan trije-faze full-wave borstelleaze motor
Ynterne struktuer diagram en lykweardich circuit fan coil ferbining fan trije-fase full-wave brushless motor Folgjende is it skematyske diagram fan de ynterne struktuer en it lykweardich circuit diagram fan de coil ferbining.De ynterne struktuer diagram is in ienfâldich foarbyld fan in 2-pole (2 magnets) 3-slot (3 coils) motor.It is fergelykber mei de borstel motor struktuer mei itselde oantal peallen en slots, mar de coil kant is fêst en de magneet kin draaie.Fansels is der gjin boarstel.Yn dit gefal, de coil oannimt Y-ferbining metoade, en de semiconductor elemint wurdt brûkt om te leverjen stroom oan 'e coil, en de ynstream en útstream fan hjoeddeistige wurde regele neffens de posysje fan de draaiende magneet.Yn dit foarbyld wurdt in Hall-elemint brûkt om de posysje fan 'e magneet te detektearjen.De Hall elemint wurdt regele tusken de Coils, en detektearret de oanmakke spanning neffens de magnetyske fjild sterkte en brûkt it as posysje ynformaasje.Yn it byld fan FDD spindle motor jûn earder, kin ek sjoen wurde dat der in Hall elemint (boppe de coil) tusken de coil en de coil foar in detect de posysje.Hall elemint is in bekende magnetyske sensor.De grutte fan magnetysk fjild kin wurde omsetten yn de omfang fan spanning, en de rjochting fan magnetysk fjild kin wurde fertsjintwurdige troch posityf en negatyf.
Rotearjend prinsipe fan trije-fase full-wave boarstelleaze motor Folgjende sil it rotaasjeprinsipe fan 'e borstelleaze motor wurde útlein neffens stappen ① ~ ⑥.Foar maklik begryp wurdt de permaninte magneet hjir ferienfâldige fan rûn nei rjochthoekich.① Lit de spoel 1 yn 'e trijefaze spoel befestige wurde yn 'e 12 oere rjochting fan 'e klok, de spoel 2 wurde fêstmakke yn 'e 4 oere rjochting fan 'e klok, en de spoel 3 wurde fêstmakke yn 'e 8 oere rjochting fan de klok.Lit de N-poal fan 'e 2-poal permaninte magneet oan' e lofterkant wêze en de S-poal oan 'e rjochterkant, en it kin draaie.In stroom Io streamt yn de coil 1 te generearjen in S-poal magnetysk fjild bûten de coil.De Io/2-stroom streamt fan 'e spoel 2 en de spoel 3 om in N-poal magnetysk fjild bûten de spoel te generearjen.Wannear't de magnetyske fjilden fan coil 2 en coil 3 binne vector-synthesized, in N-poal magnetysk fjild wurdt generearre nei ûnderen, dat is 0,5 kear de grutte fan it magnetysk fjild generearre as de hjoeddeiske Io giet troch ien coil, en as tafoege oan de magnetyske fjild fan coil 1, it wurdt 1,5 kear.Dit sil in gearstald magnetysk fjild produsearje mei in hoeke fan 90 relatyf oan de permaninte magneet, sadat it maksimale koppel kin wurde generearre en de permaninte magneet mei de klok mei draait.As de stroom fan 'e coil 2 wurdt fermindere en de stroom fan' e coil 3 wurdt ferhege neffens de rotaasjeposysje, draait it resultearjende magnetyske fjild ek mei de klok yn, en de permaninte magneet bliuwt ek draaie.② As rotearre troch 30 graden, streamt de hjoeddeistige Io yn 'e spoel 1, sadat de stroom yn' e spoel 2 nul is, en de hjoeddeistige Io streamt út 'e spoel 3. De bûtenkant fan 'e spoel 1 wurdt in S-poal, en de bûtenkant fan 'e coil 3 wurdt in N pole.As de fektors wurde kombineare, is it generearre magnetyske fjild √3 (≈1,72) kear dat dat wurdt generearre as de hjoeddeistige Io troch in spoel giet.Dit sil ek in resultearjend magnetysk fjild produsearje yn in hoeke fan 90 mei respekt foar it magnetysk fjild fan 'e permaninte magneet, en mei de klok mei rotearje.As de ynstreamstroom Io fan 'e spoel 1 wurdt fermindere neffens de rotaasjeposysje, wurdt de ynstreamstroom fan' e spoel 2 ferhege fan nul, en de útstreamstroom fan 'e spoel 3 wurdt ferhege nei Io, draait it resulterende magnetyske fjild ek mei de klok mei, en de permaninte magneet bliuwt te draaien.Oannommen dat elke fazestroom sinusoïdaal is, is de hjoeddeistige wearde hjir io× sin (π 3) = io× √ 32. Troch fektorsynteze fan magnetysk fjild is it totale magnetyske fjild (√ 32) 2× 2 = 1,5 kear fan de magnetysk fjild opwekt troch in coil.※.Wannear't elke fazestrom sinusgolf is, makket it net út wêr't de permaninte magneet leit, de grutte fan it fektor-komposite magnetyske fjild is 1,5 kear fan it magnetyske fjild opwekt troch in spoel, en it magnetyske fjild foarmet in 90-graden hoeke mei respekt foar it magnetyske fjild fan 'e permaninte magneet.③ Yn 'e steat fan trochgean te draaien troch 30 graden, streamt stroom Io / 2 yn spoel 1, stroom Io / 2 streamt yn spoel 2, en stroom Io streamt út spoel 3. De bûtenkant fan 'e spoel 1 wurdt de S-poal , de bûtenkant fan 'e spoel 2 wurdt de S-poal, en de bûtenkant fan' e spoel 3 wurdt de N-poal.As de fektors wurde kombinearre, is it generearre magnetyske fjild 1,5 kear dat dat wurdt generearre as de hjoeddeistige Io troch in spoel streamt (itselde as ①).Hjir sil ek in syntetysk magnetysk fjild mei in hoeke fan 90 graden relatyf oan it magnetysk fjild fan 'e permaninte magneet generearre wurde en mei de klok mei rotearre.④～⑥ Rotearje op deselde wize as ① ~ ③.Op dizze manier, as de stroom dy't yn 'e spoel streamt, kontinu skeakele wurdt neffens de posysje fan' e permaninte magneet, sil de permaninte magneet yn in fêste rjochting draaie.Lykas, as de stroom yn 'e tsjinoerstelde rjochting streamt en it syntetyske magnetyske fjild wurdt omkeard, sil it tsjin de klok yn draaie.De folgjende figuer toant de stroom fan elke spoel yn elke stap fan ① oant ⑥.Troch de boppesteande ynlieding moatte wy de relaasje tusken aktuele feroaring en rotaasje kinne begripe.stepmotor Stepmotor is in soarte fan motor dy't de rotaasjewinkel en snelheid synchroon en krekt kin kontrolearje mei pulssinjaal.Stapmotor wurdt ek wol "pulsmotor" neamd.Stappenmotor wurdt in soad brûkt yn 'e apparatuer dy't posysjonearring nedich is, om't it krekte posisjonearring allinich kin realisearje fia iepen-loopkontrôle sûnder posysjesensor te brûken.Struktuer fan stappenmotor (twa-fase bipolêr) Yn 'e uterlikfoarbylden wurde de optredens fan HB (hybride) en PM (permaninte magneet) stapmotoren jûn.It struktuerdiagram yn 'e midden lit ek de struktuer fan HB en PM sjen.Stappenmotor is in struktuer mei fêste spoel en rotearjende permaninte magneet.It konseptuele diagram fan 'e ynterne struktuer fan' e stappenmotor oan 'e rjochterkant is in foarbyld fan PM-motor mei twa-fase (twa groepen) coils.Yn it foarbyld fan 'e basisstruktuer fan stappenmotor is de spoel oan' e bûtenkant regele en de permaninte magneet is oan 'e binnenkant regele.Neist twa fazen binne der in protte soarten coils mei trije fazen en fiif lykweardige fazen.Guon stappenmotoren hawwe oare ferskillende struktueren, mar om har wurkprinsipes yn te fieren, jout dit papier de basisstruktuer fan stapmotoren.Troch dit artikel hoopje ik te begripen dat de stappenmotor yn prinsipe de struktuer oannimt fan spoelfixaasje en permaninte magneetrotaasje.Basis wurkprinsipe fan stappenmotor (ienfaze excitaasje) De folgjende brûkt om it basiswurkprinsipe fan stappenmotor yn te fieren.① Strom streamt yn fan 'e lofterkant fan' e spoel 1 en út 'e rjochterkant fan' e spoel 1. Lit gjin stroom troch spoel 2 rinne. Op dit stuit wurdt de binnenkant fan 'e linkerspoel 1 N, en de binnenkant fan de rjochter coil 1 wurdt S.. Dêrom, de middelste permaninte magneet wurdt oanlutsen troch it magnetysk fjild fan de coil 1, en stoppet yn 'e steat fan' e linker kant S en de rjochter kant N.. ② Stopje de stroom yn coil 1, sadat de hjoeddeiske streamt yn út de boppekant fan coil 2 en streamt út fan de ûnderkant fan coil 2. De binnenkant fan de boppeste coil 2 wurdt N en de binnenkant fan de ûnderste coil 2 wurdt S.. De permaninte magneet wurdt oanlutsen troch syn magnetysk fjild en hâldt op mei rotearjen fan 90 mei de klok yn.③ Stopje de stroom yn spoel 2, sadat de stroom fan 'e rjochterkant fan' e spoel 1 ynkomt en út 'e lofterkant fan' e spoel 1 rint. wurdt N.. De permaninte magneet wurdt oanlutsen troch syn magnetysk fjild, en draait mei de klok mei foar in oar 90 graden om te stopjen.④ Stopje de stroom yn 'e spoel 1, sadat de stroom yn streamt fan' e ûnderkant fan 'e spoel 2 en útkomt fan 'e boppekant fan 'e spoel 2. De binnenkant fan 'e boppeste spoel 2 wurdt S, en de binnenkant fan 'e spoel legere coil 2 wurdt N.. De permaninte magneet wurdt oanlutsen troch syn magnetysk fjild, en draait mei de klok mei foar in oar 90 graden om te stopjen.De stappenmotor kin draaid wurde troch de stroom dy't troch de spoel streamt yn 'e boppeste folchoarder te wikseljen fan ① nei ④ troch it elektroanyske circuit.Yn dit foarbyld sil elke switch aksje draaie de stepping motor troch 90. Dêrneist, doe't de hjoeddeiske kontinu streamt troch in bepaalde coil, it kin hâlden de stop steat en meitsje de stepping motor hawwe de holding koppel.Trouwens, as de streaming troch de spoel wurdt omkeard, kin de steppermotor yn 'e tsjinoerstelde rjochting draaie.
