มอเตอร์ผู้บริหารแบบอะซิงโครนัส

มอเตอร์แอคชูเอเตอร์แบบอะซิงโครนัสใช้ในระบบควบคุมอัตโนมัติเพื่อควบคุมและควบคุมอุปกรณ์ต่างๆ

มอเตอร์แอคชูเอเตอร์แบบอะซิงโครนัสเริ่มทำงานเมื่อได้รับสัญญาณไฟฟ้า ซึ่งจะแปลงเป็นมุมการหมุนของเพลาหรือการหมุนของมัน การกำจัดสัญญาณส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนโรเตอร์ของเครื่องยนต์ที่กำลังทำงานไปยังสถานะหยุดนิ่งทันทีโดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์เบรก การทำงานของมอเตอร์ดังกล่าวดำเนินต่อไปตลอดเวลาภายใต้สภาวะชั่วคราวซึ่งเป็นผลมาจากความถี่ของการหมุนของโรเตอร์มักจะไม่ถึงค่าคงที่ด้วยสัญญาณสั้น ๆ การสตาร์ท การเปลี่ยนทิศทางและการหยุดบ่อยครั้งก็มีส่วนทำให้เกิดสิ่งนี้เช่นกัน

จากการออกแบบ มอเตอร์สำหรับผู้บริหารเป็นเครื่องอะซิงโครนัสที่มีขดลวดสเตเตอร์สองเฟส ซึ่งทำขึ้นเพื่อให้แกนแม่เหล็กของทั้งสองเฟสเคลื่อนที่ไปในอวกาศโดยสัมพันธ์กัน ไม่ใช่ทำมุม 90 องศา

ขั้นตอนหนึ่งของการพันสเตเตอร์คือการพันสนามและนำไปสู่ขั้วต่อที่มีข้อความว่า C1 และ C2อีกอันทำหน้าที่เป็นคอยล์ควบคุม มีสายไฟเชื่อมต่อกับขั้วต่อที่มีข้อความว่า U1 และ U2

ทั้งสองเฟสของขดลวดสเตเตอร์นั้นมาพร้อมกับแรงดันไฟฟ้าสลับที่สอดคล้องกันของความถี่เดียวกัน ดังนั้นวงจรคอยล์กระตุ้นจึงเชื่อมต่อกับเครือข่ายแหล่งจ่ายด้วยแรงดันคงที่ U และสัญญาณจะถูกส่งไปยังวงจรคอยล์ควบคุมในรูปแบบของแรงดันควบคุม Uy (รูปที่ 1, a, b, c)

ข้าว. 1. แบบแผนสำหรับการเปิดมอเตอร์ผู้บริหารแบบอะซิงโครนัสระหว่างการควบคุม: a - แอมพลิจูด, b - เฟส, c - เฟสแอมพลิจูด

เป็นผลให้กระแสที่สอดคล้องกันเกิดขึ้นในทั้งสองเฟสของขดลวดสเตเตอร์ซึ่งเนื่องจากองค์ประกอบการเลื่อนเฟสที่รวมอยู่ในรูปของตัวเก็บประจุหรือตัวควบคุมเฟสจะถูกเลื่อนให้สัมพันธ์กันตามเวลาซึ่งนำไปสู่การกระตุ้น สนามแม่เหล็กหมุนเป็นวงรี ซึ่งรวมถึงโรเตอร์กรงกระรอกด้วย

เมื่อเปลี่ยนโหมดการทำงานของมอเตอร์ สนามแม่เหล็กหมุนวงรีในกรณีที่จำกัดจะเปลี่ยนเป็นแกนสมมาตรคงที่หรือหมุนเป็นวงกลม ซึ่งส่งผลต่อคุณสมบัติของมอเตอร์

การสตาร์ท การควบคุมความเร็ว และการหยุดของมอเตอร์ผู้บริหารถูกกำหนดโดยเงื่อนไขสำหรับการก่อตัวของสนามแม่เหล็กโดยการควบคุมแอมพลิจูด เฟส และแอมพลิจูด-เฟส

ในการควบคุมแอมพลิจูด แรงดัน U ที่ขั้วของขดลวดกระตุ้นจะไม่เปลี่ยนแปลง และมีเพียงแอมพลิจูดของแรงดัน Uy เท่านั้นที่เปลี่ยนแปลง การเปลี่ยนเฟสระหว่างแรงดันไฟฟ้าเหล่านี้ต้องขอบคุณตัวเก็บประจุที่ตัดการเชื่อมต่อคือ 90 ° (รูปที่ 1, a)

การควบคุมเฟสนั้นมีลักษณะเฉพาะคือแรงดันไฟฟ้า U และ Uy ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงและการปรับเฟสระหว่างพวกมันจะถูกปรับโดยการหมุนโรเตอร์ของตัวควบคุมเฟส (รูปที่ 1, b)

ด้วยการควบคุมแอมพลิจูดเฟสแม้ว่าจะมีการควบคุมแอมพลิจูดของแรงดันไฟฟ้า Uy เท่านั้น แต่ในขณะเดียวกันเนื่องจากมีตัวเก็บประจุในวงจรกระตุ้นและปฏิสัมพันธ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้าของเฟสของขดลวดสเตเตอร์ การเปลี่ยนแปลงเฟสของแรงดันที่ขั้วขดลวดเพื่อกระตุ้นและการเปลี่ยนเฟสระหว่างแรงดันนี้กับแรงดันจากขั้วของคอยล์ควบคุม (รูปที่ 1, c)

บางครั้งนอกเหนือจากตัวเก็บประจุในวงจรขดลวดสนามแล้วยังมีตัวเก็บประจุในวงจรขดลวดควบคุมซึ่งชดเชยแรงแม่เหล็กปฏิกิริยาลดการสูญเสียพลังงานและปรับปรุงลักษณะทางกลของมอเตอร์เหนี่ยวนำ

ในการควบคุมแอมพลิจูดสนามแม่เหล็กหมุนเป็นวงกลมจะถูกสังเกตที่สัญญาณเล็กน้อยโดยไม่คำนึงถึงความเร็วของโรเตอร์และเมื่อลดลงจะกลายเป็นวงรีในกรณีของการควบคุมเฟสสนามแม่เหล็กหมุนเป็นวงกลมจะถูกกระตุ้นด้วยสัญญาณเล็กน้อยเท่านั้นและ การเปลี่ยนเฟสระหว่างแรงดันไฟฟ้า U และ Uy เท่ากับ 90 ° โดยไม่คำนึงถึงความเร็วของโรเตอร์ และด้วยการเลื่อนเฟสที่แตกต่างกันจะกลายเป็นรูปวงรี ในการควบคุมเฟสแอมพลิจูด สนามแม่เหล็กหมุนเป็นวงกลมมีอยู่ในโหมดเดียวเท่านั้น — ที่สัญญาณเล็กน้อย ณ เวลาที่สตาร์ทมอเตอร์ และเมื่อโรเตอร์เร่งความเร็ว สนามจะกลายเป็นวงรี

ในทุกวิธีการควบคุม ความเร็วของโรเตอร์จะถูกควบคุมโดยการเปลี่ยนลักษณะของสนามแม่เหล็กที่กำลังหมุน และทิศทางการหมุนของโรเตอร์จะถูกเปลี่ยนโดยการเปลี่ยนเฟสของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับขั้วของคอยล์ควบคุม 180 ° .

มีการกำหนดข้อกำหนดเฉพาะสำหรับมอเตอร์ผู้บริหารแบบอะซิงโครนัสในแง่ของการไม่มีกำลังขับเคลื่อนในตัวเองซึ่งให้การควบคุมความเร็วของโรเตอร์ ความเร็ว ขนาดใหญ่ แรงบิดเริ่มต้น และกำลังควบคุมต่ำโดยคงไว้ซึ่งความเป็นเส้นตรงของลักษณะเฉพาะ

มอเตอร์ผู้บริหารแบบอะซิงโครนัสที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเองนั้นแสดงออกมาในรูปแบบของการหมุนของโรเตอร์โดยธรรมชาติในกรณีที่ไม่มีสัญญาณควบคุม มีสาเหตุมาจากความต้านทานเชิงแอคทีฟที่มากไม่เพียงพอของขดลวดโรเตอร์ที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเองอย่างมีระเบียบ หรือจากประสิทธิภาพที่ต่ำของมอเตอร์เองที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเองทางเทคโนโลยี

ประการแรกคือการออกแบบมอเตอร์ที่ตัดออก ซึ่งให้การผลิตโรเตอร์ที่มีความต้านทานการม้วนเพิ่มขึ้นและสลิปสลิป scr = 2 — 4 ซึ่งนอกจากนี้ยังให้การควบคุมความเร็วโรเตอร์ที่หลากหลายและมีเสถียรภาพ และประการที่สอง - การผลิตวงจรแม่เหล็กและขดลวดเครื่องจักรคุณภาพสูงด้วยการประกอบอย่างระมัดระวัง

เนื่องจากมอเตอร์ผู้บริหารแบบอะซิงโครนัสที่มีโรเตอร์แบบลัดวงจรที่มีความต้านทานแบบแอคทีฟเพิ่มขึ้นนั้นมีลักษณะความเร็วต่ำโดยมีค่าคงที่ของเวลาแบบกลไกไฟฟ้า — เวลาที่โรเตอร์รับความเร็วจากศูนย์ถึงครึ่งหนึ่งของความเร็วแบบซิงโครนัส — Tm = 0.2 — 1.5 วินาที , จากนั้นในการติดตั้งอัตโนมัติการตั้งค่าสำหรับการควบคุมนั้นมอบให้กับมอเตอร์ผู้บริหารที่มีโรเตอร์กลวงที่ไม่ใช่แม่เหล็กซึ่งค่าคงที่เวลาของระบบเครื่องกลไฟฟ้ามีค่าต่ำกว่า — Tm = 0.01 — 0.15 วินาที

มอเตอร์ผู้บริหารแบบเหนี่ยวนำโรเตอร์แบบกลวงที่ไม่ใช่แม่เหล็กความเร็วสูงมีทั้งสเตเตอร์ภายนอกที่มีวงจรแม่เหล็กของโครงสร้างทั่วไปและขดลวดสองเฟสที่มีเฟสทำหน้าที่เป็นขดลวดกระตุ้นและควบคุม และสเตเตอร์ภายในในรูปแบบของโพรงเฟอร์โรแมกเนติกเคลือบลามิเนต กระบอกสูบติดตั้งบนแผงบังลูกปืนเครื่องยนต์

พื้นผิวของสเตเตอร์ถูกคั่นด้วยช่องว่างอากาศซึ่งมีขนาด 0.4 — 1.5 มม. ในทิศทางรัศมี ในช่องว่างอากาศมีกระจกอลูมิเนียมอัลลอยด์ที่มีความหนาของผนัง 0.2 — 1 มม. ติดอยู่ที่เพลามอเตอร์ กระแสเดินเบาของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสที่มีโรเตอร์กลวงที่ไม่ใช่แม่เหล็กมีขนาดใหญ่ถึง 0.9 Aznom และประสิทธิภาพเล็กน้อย = 0.2 — 0.4

ในการติดตั้งระบบอัตโนมัติและเทเลเมคานิกส์ จะใช้มอเตอร์ที่มีโรเตอร์เฟอร์โรแมกเนติกกลวงที่มีความหนาของผนัง 0.5 — 3 มม. ในเครื่องจักรเหล่านี้ ใช้เป็นมอเตอร์สำหรับผู้บริหารและมอเตอร์เสริม ไม่มีสเตเตอร์ภายใน และโรเตอร์ติดตั้งอยู่บนปลั๊กโลหะปลายด้านหนึ่งหรือสองด้าน

ช่องว่างอากาศระหว่างพื้นผิวของสเตเตอร์และโรเตอร์ในแนวรัศมีเพียง 0.2 — 0.3 มม.

ลักษณะทางกลของมอเตอร์ที่มีโรเตอร์เฟอร์โรแมกเนติกแบบกลวงนั้นใกล้เคียงกับเชิงเส้นมากกว่าลักษณะของมอเตอร์ที่มีโรเตอร์แบบแผลกระรอกทั่วไป เช่นเดียวกับโรเตอร์ที่ทำในรูปของทรงกระบอกกลวงที่ไม่ใช่แม่เหล็ก

บางครั้งพื้นผิวด้านนอกของโรเตอร์ ferromagnetic แบบกลวงถูกปกคลุมด้วยชั้นทองแดงที่มีความหนา 0.05 - 0.10 มม. และพื้นผิวด้านท้ายมีชั้นทองแดงสูงถึง 1 มม. เพื่อเพิ่มกำลังและแรงบิดของมอเตอร์ แต่ ประสิทธิภาพของมันลดลงบ้าง

ข้อเสียที่สำคัญของมอเตอร์ที่มีโรเตอร์ ferromagnetic แบบกลวงคือการติดโรเตอร์ด้านเดียวเข้ากับวงจรแม่เหล็กของสเตเตอร์เนื่องจากความไม่สม่ำเสมอของช่องว่างอากาศ ซึ่งไม่เกิดขึ้นในเครื่องที่มีโรเตอร์กลวงที่ไม่ใช่แม่เหล็ก มอเตอร์โรเตอร์แบบแม่เหล็กกลวงกลวงไม่ได้ขับเคลื่อนด้วยตัวเอง ทำงานได้อย่างเสถียรในช่วงความเร็วตั้งแต่ศูนย์ถึงความเร็วโรเตอร์แบบซิงโครนัส

มอเตอร์ผู้บริหารแบบอะซิงโครนัสที่มีโรเตอร์แม่เหล็กไฟฟ้าขนาดใหญ่ซึ่งผลิตขึ้นในรูปของกระบอกสูบเหล็กหรือเหล็กหล่อที่ไม่มีขดลวด มีความโดดเด่นด้วยความเรียบง่ายของการออกแบบ ความแข็งแรงสูง แรงบิดเริ่มต้นสูง ความเสถียรของการทำงานที่ความเร็วที่กำหนด และสามารถ ใช้ที่การหมุนรอบที่สูงมากบนโรเตอร์

มีมอเตอร์กลับด้านที่มีโรเตอร์แม่เหล็กไฟฟ้าขนาดใหญ่ซึ่งทำในรูปแบบของชิ้นส่วนหมุนภายนอก

มอเตอร์ผู้บริหารแบบอะซิงโครนัสผลิตขึ้นสำหรับกำลังพิกัดตั้งแต่เศษส่วนจนถึงหลายร้อยวัตต์ และออกแบบมาสำหรับกำลังจากแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าแบบแปรผันที่มีความถี่ 50 Hz รวมถึงความถี่ที่เพิ่มขึ้นถึง 1,000 Hz และอีกมากมาย
อ่านเพิ่มเติม: Selsyns: วัตถุประสงค์ อุปกรณ์ หลักการของการกระทำ