Status pembangunan lan Prospek sirkuit ngatur kacepetan motor DC
Ing proses produksi industri modern, meh ora ana papan tanpa nggunakake drive listrik. Kanthi dandan terus teknologi produksi, kualitas produk lan output, liyane lan liyane mesin produksi dibutuhake kanggo éling angger-angger kacepetan otomatis. Sistem drive listrik kacepetan luwes bisa dipérang dadi angger-angger kacepetan DC lan angger-angger kacepetan AC. Motor DC nduweni karakteristik regulasi kacepetan sing apik, angger-angger kacepetan sing lancar lan trep, angger-angger kacepetan kanthi gampang ing sawetara gedhe, kapasitas kakehan gedhe, bisa nahan beban impact sing kerep, bisa nyadari wiwitan kanthi cepet tanpa stepless, rem lan rotasi mundur, lan bisa nyukupi macem-macem syarat operasi khusus ing sistem otomatisasi proses produksi. Nganti saiki, isih akeh digunakake ing alat mesin pemotong logam, mesin kertas lan lapangan liyane sing mbutuhake drive listrik sing bisa dikontrol kanthi kinerja dhuwur, mula, sistem regulasi kacepetan DC isih akeh digunakake ing macem-macem departemen produksi kanthi syarat dhuwur kanggo kontrol otomatis. Iki minangka wangun utama sistem regulasi kacepetan nganti saiki. Motor DC dipérang dadi rong kategori: komutator lan non komutator. Brushless DC motor dikembangaké ing basis saka Brushless DC motor. Ing taun 1831, Faraday nemokake fenomena induksi elektromagnetik, sing nggawe dhasar teori motor modern.
Motor DC pisanan kasil dikembangake ing taun 1840-an. Butuh udakara 70 taun kanggo motor DC diwasa. Kanthi ekspansi panggunaan, syarat kanggo motor DC luwih dhuwur lan luwih dhuwur. Temenan, piranti komutasi kontak mbatesi aplikasi motor DC sikat ing pirang-pirang kesempatan. Kanggo ngganti piranti kontak mekanik struktur commutator sikat motor DC, wong wis nggawe eksplorasi jangka panjang. Minangka awal minangka 1915, American langmil nemokke rectifier Mercury kontrol kothak lan nggawe piranti inverter saka DC kanggo AC; Ing taun 1930-an, diusulake kanggo nggunakake piranti ion kanggo mujudake motor commutator sing nduwurke tumpukan stator motor diganti miturut posisi rotor. Motor jenis iki ora nduweni makna praktis amarga linuwih sing kurang, efisiensi sing kurang lan piranti kabeh sing abot lan rumit. Perkembangan ilmu pengetahuan lan teknologi kanthi cepet wis nggawa lompatan ing teknologi semikonduktor. Perkembangan sukses transistor ngoper wis nggawa vitalitas kanggo nggawe motor anyar - motor DC brushless.
Status pembangunan lan Prospek sirkuit ngatur kacepetan motor DC
Ing taun 1955, D. Harrison lan liya-liyane ing Amerika Serikat pisanan nglamar paten kanggo ngganti kontak sikat motor nganggo garis komutasi transistor, yaiku prototipe motor DC Brushless. Iki kalebu bagean amplifikasi daya, bagean deteksi sinyal, awak kutub magnet lan sirkuit switching transistor. Prinsip kerjane yaiku nalika rotor muter, potensial sinyal periodik induksi ing sinyal nduwurke tumpukan W1 utawa W2. Sinyal iki nguripake transistor BG1 lan BG2 mungguh, kang ndadekake daya windings W1 lan W2 feed ing siji, sing, commutation temen maujud. Masalah iku, sepisanan, nalika rotor ora muter, ora ana potensial mlebu ing sinyal nduwurke tumpukan, transistor ora bias, lan daya nduwurke tumpukan ora bisa Feed, supaya motor brushless iki ora torsi wiwitan; kapindho, amarga steepness pinggiran anjog cilik saka potensial sinyal, konsumsi daya saka transistor gedhe. Kanggo ngatasi kekurangan kasebut, wong nggunakake komutator piranti centrifugal utawa nyelehake baja Magnetik tambahan ing stator kanggo njamin wiwitan motor sing bisa dipercaya, nanging struktur mantan kompleks, dene sing terakhir isih butuh pulsa wiwitan tambahan; Banjur, sawise nyobi bola lan laku terus-terusan, wong pungkasanipun nemokake piranti commutation mechanical nggunakake sensor posisi lan sirkuit commutation elektronik kanggo ngganti motor DC brushless, kang mbukak cara anyar kanggo pangembangan Brushless DC motor. Ing wiwitan taun 1960-an, sensor posisi jinis switch proximity, sensor posisi jinis resonansi elektromagnetik lan sensor posisi jinis kopling frekuensi dhuwur sing tumindak nyedhaki soko metu siji-sijine, banjur metu kopling magnetoelektrik lan sensor posisi fotolistrik ditampilake. pembangunan kanthi cepet saka teknologi semikonduktor, wong kasengsem ing efek Hall ditemokaké dening balai Amérika ing 1879. Sawise akeh efforts, motor DC brushless karo bantuan Hall effect kasil nyoba diprodhuksi ing 1962. Kanthi emergence saka diode sensitif Magnetik kang. ewonan kaping luwih sensitif saka unsur Hall, ing awal taun 1970-an, motor DC tanpa sikat kanthi bantuan dioda sensitif magnetik kasil dikembangake.
Nalika ngembangake macem-macem jinis sensor posisi, wong nyoba golek motor DC tanpa sikat tanpa struktur sensor posisi tambahan. Ing taun 1968, w. mieslinger saka tilas Republik Federal Jerman ngajokaken cara anyar kanggo mujudaken commutation dening capacitive phase-shifting: ing basis iki, R. hanitsh saka tilas Republik Federal Jerman kasil ngembangaken motor DC brushless tanpa sensor posisi tambahan kanggo éling commutation karo kombinasi distributor ring digital lan nul nyebrang discriminator. Wong wis setya riset posisi sensorless. Miturut cara identifikasi posisi kutub rotor motor sinkron, posisi kutub rotor motor DC Brushless dipikolehi kanthi ora langsung kanthi nggunakake gaya elektromotif (voltase) saka stator nduwurke tumpukan, yaiku cara deteksi ora langsung. Dibandhingake karo metode deteksi langsung, sensor posisi diilangi, sing bisa nyederhanakake kerumitan struktur awak motor asli. Iku utamané cocok kanggo cilik-ukuran lan kapasitas cilik brushless motor DC. Wiwit taun 1980-an, kanthi perkembangan teknologi mikrokomputer kanthi cepet, motor DC tanpa sikat tanpa sensor posisi rotor wis mlebu tahap praktis; Kajaba iku, karo tekane saka sensor multi-fungsi, sensor wis digunakake ing brushless DC motor servo drive sistem kanggo ndeteksi posisi pole rotor, kacepetan lan posisi servo ing wektu sing padha.
Status pembangunan lan Prospek sirkuit ngatur kacepetan motor DC
Wiwit lair saka teknologi semikonduktor ing pungkasan taun 1950-an, kacepetan pangembangan cepet banget, lan kinerja piranti semikonduktor daya wis mboko sithik apik. Ing wektu sing padha, sirkuit nyopir sing cocog uga dikembangake kanthi cepet. Saiki siji sirkuit nyopir bisa drive telung phase lan enem ngalih, kang nemen nyederhanakake sirkuit peripheral.
Sirkuit, utamane desain sirkuit nyopir. Ing wektu sing padha, tekane bahan sembrani permanen-kinerja dhuwur, kayata kobalt samarium lan boron wesi neodymium, wis glethakaken dhasar ngalangi kanggo aplikasi sudhut Brushless DC motor.
Ing sawetara lapangan aplikasi khusus sing mbutuhake efisiensi dhuwur lan Kapadhetan daya dhuwur, iku nuduhake prospek padhang saka Brushless DC motor drive. Panas pangembangan internasional motor Brushless DC lan sistem drive saka kabeh aspek bakal terus. Akibaté, motor DC tanpa sikat bakal terus dadi obyek piranti servo gratis posisi kinerja dhuwur ing mangsa ngarep.
Sumber daya DC sing bisa dikontrol khusus dibutuhake ing sistem penggerak listrik DC Ing ngisor iki: pisanan, sistem regulasi kacepetan DC asli nggunakake voltase DC pancet kanggo nyuplai daya menyang armature motor DC, lan nyadari regulasi kacepetan kanthi ngganti resistensi ing sirkuit armature. Cara iki prasaja, gampang digawe lan murah. Nanging, kekurangane yaiku efisiensi sing sithik, karakteristik mekanik sing alus lan ora bisa nyetel kacepetan kanthi lancar ing macem-macem, mula saiki jarang digunakake. Kapindho, ing pungkasan taun 1930-an, motor generator (uga dikenal minangka grup konverter rotary) muncul. Kanthi nggunakake amplifier Magnetik, expander motor, thyristor lan piranti kontrol liyane, kinerja angger-angger kacepetan banget bisa dipikolehi, kayata sawetara regulasi kacepetan sudhut (10: 1 kanggo Welasan: 1), tingkat owah-owahan kacepetan cilik lan angger kacepetan Gamelan, utamané nalika motor wis decelerated, The flywheel inersia ing batang motor bisa gampang dipakani bali menyang kothak daya liwat generator. Kanthi cara iki, ing tangan siji, karakteristik rem sing lancar bisa dipikolehi, ing sisih liya, mundhut energi bisa dikurangi lan efisiensi bisa ditingkatake. Nanging, kerugian utama generator lan sistem regulasi kacepetan motor yaiku kudu nambah rong motor puteran sing padha karo motor regulasi kacepetan lan sawetara peralatan eksitasi tambahan, saengga angel njaga volume.
Status pembangunan lan Prospek sirkuit ngatur kacepetan motor DC
Motor DC dipérang dadi rong kategori: komutator lan non komutator. Sistem regulasi kacepetan motor DC pisanan nggunakake voltase DC konstan kanggo nyuplai daya menyang motor DC, lan nyadari regulasi kacepetan kanthi ngganti resistensi ing sirkuit armature. Cara iki prasaja, gampang digawe lan murah; Nanging, kekurangane yaiku efisiensi sing sithik lan karakteristik mekanik sing alus, sing ora bisa entuk kinerja regulasi kacepetan sing amba lan lancar. Cara iki mung ditrapake kanggo sawetara lapangan karo daya kurang lan ora sawetara regulasi kacepetan Close. Ing pungkasan taun 1930-an, munculé generator lan sistem motor digawe DC motor karo kinerja angger kacepetan banget digunakake digunakake. Cara kontrol iki bisa entuk sawetara regulasi kacepetan sing amba, tingkat pangowahan kacepetan cilik lan kinerja regulasi kacepetan sing lancar. Nanging, kekurangan utama metode iki yaiku bobot sistem sing gedhe, pendhudhukan tanah sing gedhe, efisiensi sing sithik lan perawatan sing angel. Ing taun-taun pungkasan, kanthi perkembangan teknologi elektronik daya kanthi cepet, sistem regulasi kacepetan motor DC sing didhukung dening konverter thyristor wis ngganti generator lan sistem regulasi kacepetan motor, lan kinerja regulasi kacepetan wis ngluwihi generator, kinerja dinamis lan linuwih. . Pangembangan IGBT lan piranti daya dhuwur liyane ing teknologi elektronik daya ngganti thyristor, lan sistem regulasi kacepetan DC kanthi kinerja sing luwih apik wis muncul. Kanggo wektu sing suwe, riset ing bidang simulasi wis fokus ing panyiapan model simulasi, yaiku, sawise digawe model sistem, algoritma kudu dirancang supaya model sistem ditampa dening komputer, banjur disusun dadi. program komputer lan mbukak ing komputer. Mulane, macem-macem algoritma simulasi lan piranti lunak simulasi wis lair siji-sijine.
Amarga ana sethitik riset ing panyiapan model lan eksperimen simulasi, modeling biasane njupuk wektu dawa. Ing wektu sing padha, analisis asil simulasi uga kudu gumantung ing ahli sing cocog, lan ana lack saka panuntun dhumateng langsung kanggo kaputusan-produsen, kang nemen ngalangi nggawe kaputusan Iku ngalangi popularization lan aplikasi saka teknologi simulasi.
Simulink, alat simulasi sistem dinamis sing diwenehake dening MATLAB, minangka piranti lunak simulasi sing paling kuat, apik banget lan gampang digunakake. Iku èfèktif solves masalah ing teknologi simulasi ndhuwur. Ing Simulink, pemodelan sistem bakal dadi prasaja banget, lan proses simulasi interaktif, saengga paramèter simulasi bisa diganti kanthi karsa, lan asil sing diowahi bisa langsung ditampa. Kajaba iku, asil simulasi bisa dianalisis lan digambarake kanthi nggunakake macem-macem alat analisis ing MATLAB.
Simulink bisa ngluwihi model linear sing cocog kanggo njelajah model masalah nonlinier sing luwih nyata, kayata gesekan, resistensi udara, meshing gear lan fenomena alam liyane ing donya nyata; Bisa simulasi lintang gedhe lan atom molekul cilik. Bisa model lan simulasi sawetara saka sudhut obyek, kang bisa salah siji mechanical, elektronik lan entitas nyata liyane, utawa sistem becik. Bisa simulasi kerumitan sistem dinamis, sing bisa dadi terus-terusan, diskrit utawa hibrida. Simulink bakal nggawe komputer dadi - laboratorium, sing bisa digunakake kanggo model lan simulasi macem-macem sistem sing ana, ora ana, utawa malah ngelawan ing kasunyatan.
Metode panaliten tradisional utamane kalebu metode analitis, metode eksperimen lan eksperimen simulasi. Rong cara pisanan ora mung duwe kaluwihan dhewe, nanging uga duwe watesan sing beda. Kanthi pangembangan teknologi produksi, syarat sing luwih dhuwur diterusake kanggo drive listrik ing wiwitan lan rem, rotasi maju lan mundur, akurasi regulasi kacepetan, sawetara regulasi kacepetan, karakteristik statis, respon dinamis lan liya-liyane, sing mbutuhake panggunaan kacepetan sing akeh. sistem regulasi. Amarga kinerja regulasi kacepetan sing apik lan kinerja kontrol torsi motor DC, sistem regulasi kacepetan DC wis digunakake wiwit taun 1930-an. Proses pangembangane kaya ing ngisor iki: saka kontrol unit konverter rotary paling awal nganti kontrol amplifier lan magnetik. Salajengipun, regulasi kacepetan DC diwujudake kanthi konverter thyristor statis lan pengontrol analog. Mengko, sirkuit kontrol PWM dumadi saka rectifier controllable lan transistor daya dhuwur digunakake kanggo éling angger-angger kacepetan DC digital, kang terus-terusan mbenakake rapidity, controllability lan ekonomi saka sistem. Peningkatan kinerja regulasi kacepetan sing terus-terusan ndadekake aplikasi sistem regulasi kacepetan DC luwih akeh.
Status pembangunan lan Prospek sirkuit ngatur kacepetan motor DC
Kanthi pangembangan teknologi produksi, syarat sing luwih dhuwur kanggo drive listrik DC ing wiwitan lan rem, rotasi maju lan mundur, akurasi regulasi, sawetara regulasi kacepetan, karakteristik statis lan respon dinamis, sing mbutuhake akeh sistem regulasi kacepetan DC. Mula, riset babagan sistem regulasi kacepetan DC bakal luwih jero.
Motor DC minangka motor paling wiwitan lan motor paling awal kanggo nyadari regulasi kacepetan. Kanggo wektu sing suwe, motor DC nguwasani posisi kontrol kacepetan sing dominan. Amarga karakteristik regulasi kacepetan linear sing apik, kinerja kontrol sing gampang, efisiensi dhuwur lan kinerja dinamis sing apik, iku isih dadi pilihan sing paling apik kanggo motor kontrol regulasi kacepetan. Mulane, penting banget kanggo nyinaoni kontrol regulasi kacepetan motor DC. Tegangan armature motor DC diwenehake dening sirkuit thyristor rectifier telung fase liwat reaktor smoothing L, lan sudut kontrol thyristor diatur kanthi ngganti sinyal kontrol UC-shifting phase pemicu, supaya bisa ngganti voltase output. saka rectifier lan éling angger-angger kacepetan motor DC. Gambar 1-1 yaiku diagram skematis sistem regulasi kecepatan motor thyristor DC. Ing gambar kasebut, VT minangka penyearah sing bisa dikontrol thyristor. Kanthi nyetel voltase kontrol Uc piranti pemicu kanggo mindhah phase saka pulsa pemicu, rata-rata rectified voltase UD bisa diganti kanggo éling angger kacepetan Gamelan.
