คำอธิบายมอเตอร์丨มอเตอร์ฝืนสลับ
ระบบขับเคลื่อนมอเตอร์แบบรีลักแตนซ์แบบสวิตช์ (srd) ประกอบด้วยสี่ส่วน: มอเตอร์รีลักแตนซ์แบบสวิตช์ (มอเตอร์ srm หรือ sr) ตัวแปลงกำลัง ตัวควบคุม และตัวตรวจจับ การพัฒนาอย่างรวดเร็วของระบบควบคุมความเร็วแบบใหม่ที่พัฒนาขึ้น มอเตอร์รีลักแตนซ์แบบสวิตช์เป็นมอเตอร์รีลักแตนซ์เด่นคู่ ซึ่งใช้หลักการรีลักแตนซ์ขั้นต่ำเพื่อสร้างแรงบิดจากแรงฝืน เนื่องจากโครงสร้างที่เรียบง่ายและทนทานเป็นพิเศษ ช่วงการควบคุมความเร็วที่กว้าง ประสิทธิภาพการควบคุมความเร็วที่ยอดเยี่ยม และความเร็วที่ค่อนข้างสูงในช่วงการควบคุมความเร็วทั้งหมด ประสิทธิภาพสูงและความน่าเชื่อถือของระบบสูงทำให้เป็นคู่แข่งที่แข็งแกร่งของระบบควบคุมความเร็วมอเตอร์ AC ระบบควบคุมความเร็วมอเตอร์ DC และระบบควบคุมความเร็วมอเตอร์ DC แบบไม่มีแปรง มอเตอร์รีลักแตนซ์แบบสวิตซ์มีแพร่หลายหรือเริ่มนำไปใช้ในด้านต่างๆ เช่น ยานยนต์ไฟฟ้า เครื่องใช้ในครัวเรือน อุตสาหกรรมทั่วไป อุตสาหกรรมการบิน และระบบเซอร์โว ครอบคลุมระบบขับเคลื่อนความเร็วสูงและต่ำต่างๆ ที่มีช่วงกำลังตั้งแต่ 10w ถึง 5mw แสดงให้เห็น ศักยภาพทางการตลาดขนาดใหญ่
2 ลักษณะโครงสร้างและประสิทธิภาพ
2.1 มอเตอร์มีโครงสร้างเรียบง่าย ต้นทุนต่ำ และเหมาะสำหรับความเร็วสูง
โครงสร้างของมอเตอร์รีลักแตนซ์แบบสวิตช์นั้นง่ายกว่าของมอเตอร์เหนี่ยวนำแบบกรงกระรอกซึ่งโดยทั่วไปถือว่าง่ายที่สุด ขดลวดสเตเตอร์เป็นขดลวดที่มีความเข้มข้นซึ่งง่ายต่อการฝัง ปลายสั้นและแน่นหนา และการทำงานมีความน่าเชื่อถือ สภาพแวดล้อมการสั่นสะเทือน โรเตอร์ทำจากแผ่นเหล็กซิลิกอนเท่านั้น ดังนั้นจึงไม่มีปัญหาใดๆ เช่น การหล่อกรงกระรอกไม่ดีและเหล็กเส้นหักในการใช้งานในระหว่างกระบวนการผลิตมอเตอร์เหนี่ยวนำกรงกระรอก โรเตอร์มีความแข็งแรงเชิงกลสูงมาก และสามารถทำงานได้ที่ความเร็วสูงมาก สูงสุด 100,000 รอบต่อนาที
2.2 วงจรไฟฟ้าที่เรียบง่ายและเชื่อถือได้
ทิศทางแรงบิดของมอเตอร์ไม่เกี่ยวข้องกับทิศทางของกระแสที่คดเคี้ยว กล่าวคือ ต้องใช้กระแสที่คดเคี้ยวในทิศทางเดียวเท่านั้น และขดลวดเฟสจะเชื่อมต่อระหว่างท่อส่งกำลังสองท่อของวงจรหลัก และจะมี ต้องไม่มีแขนสะพานตรงลัดวงจร , ระบบมีความทนทานต่อข้อผิดพลาดที่แข็งแกร่งและมีความน่าเชื่อถือสูง และสามารถนำไปใช้กับโอกาสพิเศษ เช่น การบินและอวกาศ
2.3 แรงบิดเริ่มต้นสูงกระแสเริ่มต้นต่ำ
ผลิตภัณฑ์ของหลายบริษัทสามารถบรรลุประสิทธิภาพดังต่อไปนี้: เมื่อกระแสเริ่มต้นเป็น 15 เปอร์เซ็นต์ของกระแสไฟที่กำหนด แรงบิดเริ่มต้นคือ 100 เปอร์เซ็นต์ของแรงบิดที่กำหนด เมื่อกระแสเริ่มต้นเป็น 30 เปอร์เซ็นต์ของค่าพิกัด แรงบิดเริ่มต้นสามารถเข้าถึง 150 เปอร์เซ็นต์ของค่าพิกัด เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับลักษณะการเริ่มต้นของระบบควบคุมความเร็วอื่นๆ เช่น มอเตอร์ DC ที่มีกระแสเริ่มต้น 100 เปอร์เซ็นต์ จะได้รับแรงบิด 100 เปอร์เซ็นต์ มอเตอร์เหนี่ยวนำกรงกระรอกที่มีกระแสเริ่มต้น 300 เปอร์เซ็นต์ รับแรงบิด 100 เปอร์เซ็นต์ จะเห็นได้ว่ามอเตอร์แบบรีลักแตนซ์แบบสับเปลี่ยนมีประสิทธิภาพในการสตาร์ทแบบนุ่มนวล แรงกระแทกในปัจจุบันมีน้อยในระหว่างกระบวนการสตาร์ท และความร้อนของมอเตอร์และคอนโทรลเลอร์มีขนาดเล็กกว่าการทำงานที่ได้รับการจัดอันดับอย่างต่อเนื่อง จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับ การสตาร์ท-หยุดและเดินหน้าและถอยหลังบ่อยครั้ง เช่น กบไสไม้, เครื่องกัด, โรงสีกลิ้งแบบพลิกกลับได้ในอุตสาหกรรมโลหะ, เลื่อยบิน, กรรไกรบิน ฯลฯ
2.4 ช่วงการควบคุมความเร็วกว้างและมีประสิทธิภาพสูง
ประสิทธิภาพการทำงานสูงถึง 92 เปอร์เซ็นต์ที่ความเร็วที่กำหนดและโหลดที่พิกัด และประสิทธิภาพโดยรวมยังคงสูงถึง 80 เปอร์เซ็นต์ในทุกช่วงความเร็ว
2.5 มีพารามิเตอร์ที่ควบคุมได้มากมายและประสิทธิภาพการควบคุมความเร็วที่ดี
มีพารามิเตอร์การทำงานหลักอย่างน้อยสี่ตัวและวิธีการทั่วไปในการควบคุมมอเตอร์แบบรีลักแตนซ์แบบสวิตช์: มุมเปิดเฟส มุมตัดที่เกี่ยวข้อง แอมพลิจูดกระแสเฟส และแรงดันขดลวดเฟส มีพารามิเตอร์ที่ควบคุมได้มากมาย ซึ่งหมายความว่าการควบคุมนั้นยืดหยุ่นและสะดวกสบาย ตามความต้องการในการใช้งานของมอเตอร์และสภาวะของมอเตอร์ สามารถใช้วิธีการควบคุมและค่าพารามิเตอร์ต่างๆ เพื่อทำให้มอเตอร์ทำงานอยู่ในสถานะที่ดีที่สุดได้ อีกทั้งยังสามารถบรรลุฟังก์ชันต่างๆ และเส้นโค้งลักษณะเฉพาะ เช่น การทำมอเตอร์ มีสมรรถนะการทำงานแบบสี่ควอแดรนต์เหมือนกันทุกประการ (เดินหน้า ถอยหลัง ขับขี่ และเบรก) โดยมีแรงบิดในการสตาร์ทสูงและโค้งรับน้ำหนักบรรทุกสำหรับมอเตอร์ซีรีส์
2.6 สามารถตอบสนองความต้องการพิเศษต่างๆ ผ่านการออกแบบเครื่องจักรและไฟฟ้าแบบรวมเป็นหนึ่งเดียว
3 การใช้งานทั่วไป
โครงสร้างและประสิทธิภาพที่เหนือกว่าของมอเตอร์รีลักแตนซ์แบบสวิตช์ทำให้ขอบเขตการใช้งานกว้างขวางมาก มีการวิเคราะห์การใช้งานทั่วไปสามรายการต่อไปนี้
3.1 กบไสไม้
กบไสเป็นเครื่องจักรหลักในอุตสาหกรรมการตัดเฉือน วิธีการทำงานของกบคือโต๊ะทำงานขับเคลื่อนชิ้นงานให้ตอบสนอง เมื่อมันเคลื่อนที่ไปข้างหน้า กบจับจ้องอยู่ที่เฟรมจะวางแผนชิ้นงาน และเมื่อมันเคลื่อนที่ถอยหลัง กบจะยกชิ้นงานขึ้น จากนั้น โต๊ะทำงานจะกลับมาพร้อมกับบรรทัดว่าง หน้าที่ของระบบส่งกำลังหลักของกบคือการขับเคลื่อนการเคลื่อนที่แบบลูกสูบของโต๊ะทำงาน เห็นได้ชัดว่าประสิทธิภาพเกี่ยวข้องโดยตรงกับคุณภาพการประมวลผลและประสิทธิภาพการผลิตของเครื่องไส ดังนั้นระบบส่งกำลังจึงจำเป็นต้องมีสมรรถนะหลักดังต่อไปนี้
3.1.1 คุณสมบัติหลัก
(1) เหมาะสำหรับการสตาร์ท เบรก และเดินหน้าและถอยหลังบ่อยครั้ง อย่างน้อย 10 ครั้งต่อนาที และกระบวนการสตาร์ทและเบรกเป็นไปอย่างราบรื่นและรวดเร็ว
(2) อัตราความแตกต่างคงที่จะต้องสูง ความเร็วไดนามิกลดลงจากการไม่มีโหลดจนถึงการโหลดมีดกะทันหันไม่เกิน 3 เปอร์เซ็นต์ และความสามารถในการโอเวอร์โหลดในระยะสั้นนั้นแข็งแกร่ง
(3) ช่วงการควบคุมความเร็วกว้าง ซึ่งเหมาะสำหรับความต้องการของการวางแผนความเร็วต่ำ ความเร็วปานกลาง และการเดินทางย้อนกลับด้วยความเร็วสูง
(4) ความมั่นคงในการทำงานดี และตำแหน่งกลับของการเดินทางไปกลับถูกต้อง
ปัจจุบันระบบขับเคลื่อนหลักของกบไสไม้ในประเทศส่วนใหญ่มีรูปแบบของหน่วย DC และรูปแบบของคลัตช์แม่เหล็กไฟฟ้ามอเตอร์แบบอะซิงโครนัส เครื่องไสจำนวนมากที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้ากระแสตรงส่วนใหญ่อยู่ในสภาพที่เสื่อมสภาพอย่างรุนแรง มอเตอร์สึกหรออย่างรุนแรง ประกายไฟบนแปรงมีขนาดใหญ่ที่ความเร็วสูงและงานหนัก ความล้มเหลวเกิดขึ้นบ่อยครั้ง และภาระงานบำรุงรักษามีขนาดใหญ่ ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อการผลิตตามปกติ . นอกจากนี้ระบบย่อมมีข้อเสียของอุปกรณ์ขนาดใหญ่กินไฟสูงและมีเสียงรบกวนสูง ระบบคลัตช์แม่เหล็กไฟฟ้าแบบมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสอาศัยคลัตช์แม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อให้ทราบทิศทางไปข้างหน้าและถอยหลัง คลัตช์สึกอย่างจริงจัง เสถียรภาพในการทำงานไม่ดี และไม่สะดวกที่จะปรับความเร็ว ใช้สำหรับกบไสแสงเท่านั้น
3.1.2 ปัญหาเกี่ยวกับมอเตอร์เหนี่ยวนำ
หากใช้ระบบขับเคลื่อนการควบคุมความเร็วตัวแปรความถี่ของมอเตอร์เหนี่ยวนำ จะมีปัญหาดังต่อไปนี้:
(1) ลักษณะการส่งออกมีความนุ่มนวล เพื่อให้กบไสไม้ไม่สามารถบรรทุกได้เพียงพอที่ความเร็วต่ำ
(2) ความแตกต่างทางสถิตย์มีขนาดใหญ่ คุณภาพการประมวลผลต่ำ ชิ้นงานที่ผ่านกระบวนการมีลวดลาย และจะหยุดแม้กระทั่งเมื่อมีดถูกกิน
(3) แรงบิดในการสตาร์ทและเบรกมีน้อย การสตาร์ทและการเบรกช้า และการจอดรถล้ำหน้ามากเกินไป
(4) มอเตอร์ร้อนขึ้น
คุณสมบัติของมอเตอร์รีลักแตนซ์แบบสวิตช์นี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการสตาร์ทบ่อยครั้ง การเบรก และการเปลี่ยนเกียร์ กระแสเริ่มต้นในระหว่างกระบวนการเปลี่ยนมีขนาดเล็ก และแรงบิดในการสตาร์ทและเบรกสามารถปรับได้ ดังนั้นจึงมั่นใจได้ว่าข้อกำหนดของกระบวนการนั้นตรงกันภายในช่วงความเร็วต่างๆ ตรงกับ. มอเตอร์รีลักแตนซ์แบบสวิตช์ยังมีตัวประกอบกำลังสูง ไม่ว่าจะเป็นความเร็วสูงหรือต่ำ ไม่โหลดหรือเต็มกำลัง ตัวประกอบกำลังของมันอยู่ใกล้ 1 ซึ่งดีกว่าระบบส่งกำลังอื่น ๆ ที่ใช้ในเครื่องไสแนวดิ่งในปัจจุบัน
3.2 เครื่องซักผ้า
ด้วยการพัฒนาทางเศรษฐกิจและการพัฒนาคุณภาพชีวิตของประชาชนอย่างต่อเนื่อง ความต้องการเครื่องซักผ้าอัจฉริยะที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน เนื่องจากกำลังหลักของเครื่องซักผ้า ประสิทธิภาพของมอเตอร์ต้องได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง ปัจจุบัน เครื่องซักผ้าที่ได้รับความนิยมในตลาดภายในประเทศมีอยู่ 2 ประเภท คือ เครื่องซักผ้าแบบ pulsator และถังซักแบบดรัม ไม่ว่าเครื่องซักผ้าประเภทใด หลักการพื้นฐานก็คือมอเตอร์จะขับเคลื่อน pulsator หรือดรัมให้หมุนเพื่อสร้างกระแสน้ำ จากนั้นกระแสน้ำและแรงที่เกิดจาก pulsator และถังซักจะถูกนำมาใช้ในการซักเสื้อผ้า ประสิทธิภาพของมอเตอร์เป็นตัวกำหนดการทำงานของเครื่องซักผ้าในระดับสูง สถานะ กล่าวคือ กำหนดคุณภาพของการซักและอบแห้ง ตลอดจนขนาดของเสียงและการสั่นสะเทือน
ปัจจุบัน มอเตอร์ที่ใช้ในเครื่องซักผ้า pulsator ส่วนใหญ่เป็นมอเตอร์เหนี่ยวนำเฟสเดียว และมอเตอร์แปลงความถี่บางส่วนและมอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่าน เครื่องซักผ้าแบบดรัมนั้นใช้มอเตอร์ซีรีย์เป็นหลัก นอกเหนือจากมอเตอร์ความถี่ตัวแปร มอเตอร์ DC แบบไม่มีแปรง และมอเตอร์รีลักแตนซ์แบบสวิตช์
ข้อเสียของการใช้มอเตอร์เหนี่ยวนำเฟสเดียวนั้นชัดเจนมาก ดังนี้:
(1) ปรับความเร็วไม่ได้
ระหว่างการซักมีความเร็วรอบเดียวเท่านั้น ซึ่งยากต่อการปรับให้เข้ากับความต้องการของผ้าต่างๆ สำหรับการซักด้วยความเร็วรอบ และสิ่งที่เรียกว่า "การซักแบบแรง", "การซักแบบอ่อน", "การซักแบบอ่อนโยน" และขั้นตอนการซักอื่นๆ จะเปลี่ยนเท่านั้น โดยการเปลี่ยนการหมุนไปข้างหน้าและย้อนกลับอย่างต่อเนื่อง เวลาเท่านั้น และเพื่อดูแลความต้องการความเร็วในการหมุนในระหว่างการซัก ความเร็วในการหมุนในระหว่างการคายน้ำมักจะต่ำ โดยทั่วไปเพียง 400 รอบต่อนาทีถึง 600 รอบต่อนาที
(2) ประสิทธิภาพต่ำมาก
ประสิทธิภาพโดยทั่วไปต่ำกว่า 30 เปอร์เซ็นต์ และกระแสเริ่มต้นมีขนาดใหญ่มาก ซึ่งสามารถเข้าถึงกระแสไฟที่กำหนดได้ 7 ถึง 8 เท่า เป็นการยากที่จะปรับให้เข้ากับสภาพการซักเดินหน้าและถอยหลังบ่อยครั้ง
มอเตอร์ซีรีย์นี้เป็นมอเตอร์ซีรีย์ DC ซึ่งมีข้อดีของแรงบิดเริ่มต้นขนาดใหญ่ ประสิทธิภาพสูง การควบคุมความเร็วที่สะดวก และประสิทธิภาพไดนามิกที่ดี อย่างไรก็ตาม ข้อเสียของมอเตอร์ซีรีส์คือ โครงสร้างมีความซับซ้อน กระแสโรเตอร์จำเป็นต้องสับเปลี่ยนทางกลไกผ่านสับเปลี่ยนและแปรง และแรงเสียดทานแบบเลื่อนระหว่างสับเปลี่ยนกับแปรงมีแนวโน้มที่จะสึกหรอทางกลไก เสียงรบกวน ประกายไฟ และ การรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งลดความน่าเชื่อถือของมอเตอร์และทำให้อายุการใช้งานสั้นลง
ลักษณะของมอเตอร์รีลักแตนซ์แบบสวิตช์ช่วยให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีเมื่อใช้กับเครื่องซักผ้า ระบบควบคุมความเร็วมอเตอร์แบบฝืนสวิตช์มีช่วงการควบคุมความเร็วที่กว้าง ซึ่งสามารถ "ล้าง" และ
การหมุน "ทั้งหมดทำงานด้วยความเร็วสูงสุดเพื่อให้ได้การซักที่ได้มาตรฐานอย่างแท้จริง การซักอย่างรวดเร็ว การซักอย่างอ่อนโยน การซักด้วยผ้ากำมะหยี่ และแม้กระทั่งการซักด้วยความเร็วที่ปรับได้ นอกจากนี้ คุณยังสามารถเลือกความเร็วของการหมุนได้ตามต้องการเมื่อหมุน คุณยังสามารถกดการตั้งค่าบางอย่างได้อีกด้วย โปรแกรมสามารถเพิ่มความเร็วในการหมุนเพื่อให้เสื้อผ้าสามารถหลีกเลี่ยงการสั่นสะเทือนและเสียงรบกวนที่เกิดจากการกระจายที่ไม่สม่ำเสมอในระหว่างกระบวนการคายน้ำประสิทธิภาพการสตาร์ทที่ยอดเยี่ยมของมอเตอร์รีลักแตนซ์แบบสวิตช์สามารถขจัดผลกระทบของกระแสไฟเริ่มต้นไปข้างหน้าและย้อนกลับบ่อยครั้งของมอเตอร์ในระหว่าง กระบวนการล้างบนโครงข่ายไฟฟ้าทำให้กระบวนการซักง่ายขึ้น , การสับเปลี่ยนมีเสถียรภาพและไม่มีเสียง ประสิทธิภาพสูงของระบบควบคุมความเร็วมอเตอร์แบบรีลักแตนซ์สวิตช์ในช่วงการควบคุมความเร็วทั้งหมดสามารถลดการใช้พลังงานของเครื่องซักผ้าได้อย่างมาก
มอเตอร์กระแสตรงแบบไร้แปรงถ่านเป็นคู่แข่งที่แข็งแกร่งของมอเตอร์รีลักแตนซ์แบบสวิตช์ แต่ข้อดีของมอเตอร์รีลักแตนซ์แบบสวิตช์คือต้นทุนต่ำ ความทนทาน ไม่มีการขจัดอำนาจแม่เหล็ก และประสิทธิภาพการสตาร์ทที่ยอดเยี่ยม
3.3 ยานยนต์ไฟฟ้า
นับตั้งแต่ทศวรรษ 1980 เนื่องจากผู้คนให้ความสนใจเรื่องสิ่งแวดล้อมและพลังงานมากขึ้น รถยนต์ไฟฟ้าจึงกลายเป็นวิธีการขนส่งในอุดมคติอันเนื่องมาจากข้อดีของการปล่อยมลพิษเป็นศูนย์ เสียงต่ำ แหล่งพลังงานกว้าง และการใช้พลังงานสูง รถยนต์ไฟฟ้ามีข้อกำหนดดังต่อไปนี้สำหรับระบบขับเคลื่อนมอเตอร์: ประสิทธิภาพสูงในพื้นที่ปฏิบัติการทั้งหมด ความหนาแน่นกำลังสูงและความหนาแน่นของแรงบิดสูง ช่วงความเร็วการทำงานที่กว้าง และระบบกันน้ำ กันกระแทก และทนต่อแรงกระแทก ในปัจจุบัน ระบบขับเคลื่อนมอเตอร์กระแสหลักสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า ได้แก่ มอเตอร์เหนี่ยวนำ มอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่าน และมอเตอร์รีลักแตนซ์แบบสวิตช์
ระบบควบคุมความเร็วมอเตอร์แบบรีลักแตนซ์แบบสวิตช์มีลักษณะเฉพาะในด้านประสิทธิภาพและโครงสร้าง ซึ่งทำให้เหมาะสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าเป็นอย่างมาก มีข้อดีดังต่อไปนี้ในด้านของยานพาหนะไฟฟ้า:
(1) มอเตอร์มีโครงสร้างที่เรียบง่ายและเหมาะสำหรับความเร็วสูง การสูญเสียมอเตอร์ส่วนใหญ่มุ่งไปที่สเตเตอร์ ซึ่งง่ายต่อการทำให้เย็นลง และสามารถทำเป็นโครงสร้างป้องกันการระเบิดที่ระบายความร้อนด้วยน้ำได้ง่าย ซึ่งโดยทั่วไปไม่จำเป็นต้องบำรุงรักษา
(2) ประสิทธิภาพสูงสามารถรักษาได้ด้วยกำลังและความเร็วที่หลากหลาย ซึ่งยากสำหรับระบบขับเคลื่อนอื่นๆ คุณลักษณะนี้เป็นประโยชน์อย่างมากในการปรับปรุงเส้นทางการขับขี่รถยนต์ไฟฟ้า
(3) ง่ายต่อการรับรู้การทำงานแบบสี่ควอดแรนท์ รับรู้การป้อนกลับของการสร้างพลังงาน และรักษาความสามารถในการเบรกที่แข็งแกร่งในพื้นที่การทำงานความเร็วสูง
(4) กระแสไฟเริ่มต้นของมอเตอร์มีขนาดเล็ก ไม่มีผลกระทบต่อแบตเตอรี่ และแรงบิดเริ่มต้นมีขนาดใหญ่ ซึ่งเหมาะสำหรับการสตาร์ทที่มีน้ำหนักมาก
(5) ทั้งมอเตอร์และตัวแปลงไฟมีความทนทานและเชื่อถือได้มาก เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรงและอุณหภูมิสูงต่างๆ และมีการปรับตัวที่ดี
จากข้อดีข้างต้น มีการใช้งานจริงหลายอย่างของมอเตอร์แบบรีลักแตนซ์แบบสวิตช์ในยานยนต์ไฟฟ้า รถโดยสารไฟฟ้า และจักรยานไฟฟ้าทั้งในและต่างประเทศ
