Elektros variklio 1 fazės indukcinio variklio veikimas
Apskritai variklis yra elektros energijos konvertavimo įtaisas, įskaitant besisukantį variklį ir stacionarų variklį. Besisukantis variklis yra energijos konvertavimo įtaisas, kuris pagal elektromagnetinės indukcijos principą realizuoja abipusį elektros energijos ir mechaninės energijos pavertimą; Statinis variklis yra elektromagnetinis įtaisas, realizuojantis įtampos pokyčius pagal elektromagnetinės indukcijos dėsnį ir magnetinio potencialo balanso principą, taip pat žinomas kaip transformatorius. Šiame darbe daugiausiai aptariame besisukantį variklį. Yra daugybė besisukančių variklių, kurie plačiai naudojami šiuolaikinėje pramonėje. Galima sakyti, kad elektros energijos panaudojimo proga bus besisukantis variklis. Palyginti su vidaus degimo varikliu ir garo varikliu, besisukančio variklio veikimo efektyvumas yra daug didesnis; Be to, elektros energijos perdavimas yra patogesnis ir pigesnis nei kitų energijos šaltinių. Be to, elektros energija taip pat pasižymi švariu, neteršiančiu ir lengvu valdymu. Todėl besisukančio variklio pritaikymas realiame gyvenime ir inžinerinėje praktikoje tampa vis platesnis. Skirtingi varikliai turi skirtingą paskirtį. Nuolat tobulėjant variklių gamybos technologijoms ir gilėjant variklių veikimo principo tyrimams, vis dar atsiranda daug naujų variklių, tokių kaip ead kompanijos JAV sukurtas be šepetėlių nuolatinės srovės variklis, mažos galios hibridinis laiptelis. variklis, sukurtas servo įmonės Japonijoje, ir didelio sukimo momento mažo greičio variklis, sukurtas Kinijos pramoninėms staklėms ir elektriniams dviračiams. Šiame dokumente daugiausia aptariami kai kurių variklių tipai ir pritaikymas.
1. Dabartinė automobilių pramonės situacija
Šiuo metu bendras sumontuotas variklių pajėgumas Kinijoje pasiekė daugiau nei 400 mln. Iš jų bendra ventiliatorių, vandens siurblių ir kompresorių instaliuota galia viršijo 120 mln. KW, o metinis energijos suvartojimas pasiekė 60 mlrd. kWh, o tai sudaro apie 80% visos šalies suvartojamos elektros energijos. Todėl variklių energijos taupymo reikalavimai yra dideli, o energijos taupymo efektas gali būti geriausiai atspindėtas. Pritaikyta nauja variklio konstrukcija, naujos technologijos ir naujos medžiagos, siekiant pagerinti išėjimo efektyvumą, sumažinant elektromagnetinės energijos, šiluminės energijos ir mechaninės energijos nuostolius. Didelio efektyvumo ir energiją taupančio variklio efektyvumas yra apie 200–800% didesnis nei tradicinio variklio. Šiuo metu 40 energijos vartojimo efektyvumo indekso lygį pasiekiančių variklių dalis yra mažesnė nei 3%, todėl jo plėtros erdvė yra plati. Tobulėjant ir taikant galios elektronikos technologijas, kompiuterines technologijas, mikroelektronikos technologijas ir valdymo teoriją, mažų ir vidutinių variklių taikymo sritis tampa vis platesnė.
2. Automobilių pramonės modelis
Variklis, kaip svarbus elektromechaninės energijos konvertavimo įtaisas, yra pagrindinis elektros perdavimo komponentas. Jis turi platų pritaikymo spektrą, didelę produktų įvairovę ir sudėtingas specifikacijas. Jo produkto charakteristikos nulemia, kad pramonės koncentracija nėra didelė, yra daug gamybos įmonių ir pramonės šakų, nėra ryškių periodinių, regioninių ir sezoninių ypatybių. Šiuo metu yra daugiau nei 2000 vietinių diferencialinių ir mažų bei vidutinių variklių gamintojų ir pagalbinių gamintojų, kurie tapo nepakeičiamu baziniu produktu modernizuojant šalies ūkį ir krašto apsaugą. Buitinėje diferencialo ir mažų bei vidutinių automobilių pramonėje yra daug gamintojų. Konkurencija rinkoje daugiausia atsispindi gaminių techniniame turinyje, kainoje ir gamybos masteliuose. Dėl netobulo rinkos mechanizmo kainų konkurencija pramonėje yra intensyvesnė, o tai neigiamai atsiliepė palankiai pramonės plėtrai. Pradėjus taikyti variklių energijos vartojimo efektyvumo ženklinimą, pasireiškus stipriausių rinkoje išlikimo vaidmeniui ir toliau stiprinant kliūtis patekti į pramonę, kainų konkurencijos poveikis palaipsniui silpnės.
Elektros variklio 1 fazės indukcinio variklio veikimas
3. Automobilių pramonės perspektyvų prognozė
Šiuo metu Kinijos elektros mašinos sudaro apie 21.5% pasaulinės elektros mašinų rinkos, kuri padidės atsigaunant tarptautinei ekonominei aplinkai. Vidaus rinka artimiausių penkerių metų plane augs greičiau nei Europos ir Amerikos bei kitų šalių rinka, ypač didelio efektyvumo variklių rinka. Ateities variklių tendencija po 2015 m. variklių paklausa persikels į IE2 standartinius variklius, o itin didelio efektyvumo IE4 variklių rinkos dalis nėra didelė. Prognozuojama, kad IE4 tipo itin didelio efektyvumo variklių rinkos dalis 5 m. sudarys 2015 proc. Pasaulinės ekonominės aplinkos atsigavimas 2014 m. pradėjo formuotis ir bus stipresnis 2015 m. , pavyzdžiui, didėjant investicijoms į gamybos ir statybos pramonės šakas, tokias kaip laivų statyba ir laivų statyba bei nacionalinė infrastruktūra, investicijos į karinę pramonę, įvairių elektros prietaisų gamintojų gamybos atsigavimas, variklių paklausa sieks 7–10 proc. didesnės nei 2013 m. Siekdamos pasivyti nacionalinės politikos remiamą „greitąjį geležinkelį“, įmonės didins investicijas į didelio efektyvumo variklių naudojimą ir skatinimą. Palyginti su 2013 m., tikimasi, kad didelio efektyvumo variklių, baigusių energijos vartojimo efektyvumo planą, skatinimas sieks daugiau nei 95 proc. ir įvyks tam tikras lūžis pertvarkant variklių energijos taupymo sistemą. Variklių naudojimas ne pramoninėse srityse visada buvo automobilių pramonės varomoji jėga. Automobilių pramonė yra pagrindinis nepramoninių variklių pirkėjas. Lengvosiose transporto priemonėse vidutiniškai yra daugiau nei 30 variklių. Variklių paklausa buitinės technikos ir gyvenamosios paskirties (šildymo, vėdinimo ir oro kondicionavimo) gaminiuose, pavyzdžiui, kasmet variklius naudoja daugiau nei 450 mln. šaldytuvų ir skalbimo mašinų; Kiekvieno kompiuterio diskų įrenginys ir ventiliatorius naudos 3–6 mažus variklius. Tikimasi, kad, palyginti su buitinių prietaisų augimu, gyvenamųjų namų ŠVOK sistema paskatins spartesnį variklių augimą. Ekonomikos atsigavimas yra bendra aplinka, politika yra varomoji jėga, o rinka yra varomoji jėga. 2015 metais pramonės krypties suvokimas ir politikos rodiklių derinimas bus nauja situacija automobilių pramonės rinkoje.
4. Variklio klasifikavimas ir pritaikymas
Kaip visi žinome, variklis yra svarbi transmisijos ir valdymo sistemos dalis. Tobulėjant šiuolaikiniam mokslui ir technologijoms, variklio dėmesys praktikoje pradėjo keistis nuo paprastos transmisijos prie sudėtingo valdymo; Ypač tiksliai valdyti variklio greitį, padėtį ir sukimo momentą. Tačiau varikliai turi skirtingą dizainą ir važiavimo režimus, atsižvelgiant į skirtingas programas. Iš pirmo žvilgsnio atrodo, kad pasirinkimas yra labai sudėtingas. Todėl žmonėms pagrindinė klasifikacija atliekama pagal besisukančių variklių paskirtį. Toliau palaipsniui pristatysime reprezentatyviausius, dažniausiai naudojamus ir pagrindinius variklius – valdymo variklį, galios variklį ir signalinį variklį.
Elektros variklio 1 fazės indukcinio variklio veikimas
5. Signalinis variklis
5.1 padėties signalo variklis
Šiuo metu reprezentatyviausi padėties signalo varikliai yra skyriklis, induktosin ir sinchronizacija.
Įvadas: Rezolierius / transformatorius yra elektromagnetinis jutiklis, taip pat žinomas kaip sinchroninis skyriklis. Tai mažas kintamosios srovės variklis, naudojamas kampui matuoti. Jis naudojamas besisukančio objekto sukimosi veleno kampiniam poslinkiui ir kampiniam greičiui matuoti. Jį sudaro statorius ir rotorius. Kaip pirminė transformatoriaus pusė, statoriaus apvija gauna žadinimo įtampą, o žadinimo dažnis paprastai yra 400, 3000 ir 5000 Hz. Kaip antrinė transformatoriaus pusė, rotoriaus apvija įgauna indukuotą įtampą per elektromagnetinę jungtį.
Taikymo būsena: Rezolierius yra tam tikras tikslumo kampo, padėties ir greičio aptikimo įtaisas, tinkantis visais atvejais, kai naudojamas rotacinis kodavimo įrenginys, ypač tais atvejais, kai rotacinis kodavimo įrenginys negali normaliai veikti, pavyzdžiui, esant aukštai temperatūrai, dideliam šalčiui, drėgmė, didelis greitis ir didelė vibracija. Dėl pirmiau nurodytų savybių rezoliucija gali visiškai pakeisti fotoelektrinį kodavimo įrenginį ir yra plačiai naudojamas kampų ir padėties aptikimo sistemose servo valdymo sistemose, robotų sistemose, mechaniniuose įrankiuose, automobiliuose, elektros energijos, metalurgijos, tekstilės, spausdinimo, kosmoso, laivų, ginklų, elektronikos, metalurgijos, kasyklų, naftos telkinių, vandens apsaugos, chemijos pramonės, lengvosios pramonės, statybos ir kitose srityse. Jis taip pat gali būti naudojamas koordinačių transformavimui, trikampiavimui ir kampų duomenų perdavimui. Jis taip pat gali būti naudojamas kampiniame skaitmeniniame konvertavimo įrenginyje kaip dviejų fazių fazių perjungiklis.
5.2 Inductosyn
Įvadas: poslinkio jutiklis, kuris kampinį arba tiesinį poslinkio signalą paverčia kintamosios srovės įtampa, taip pat žinomas kaip plokštuminis skyriklis. Jis yra dviejų tipų: disko tipo ir linijinio tipo. Didelio tikslumo skaitmeninėje ekrano sistemoje arba NC uždarojo ciklo sistemoje disko induktozinas naudojamas kampinio poslinkio signalui aptikti, o linijinis induktozinas naudojamas tiesiniam poslinkiui aptikti. Inductosyn yra plačiai naudojamas didelio tikslumo servo patefonuose, radaro antenoje, artilerijos ir radijo teleskopo padėties nustatymui ir sekimui, tikslioms CNC staklėms ir didelio tikslumo padėties nustatymo sistemoje.
Taikymo būsena: Inductosyn buvo plačiai naudojamas atliekant didelių poslinkių statinius ir dinaminius matavimus, tokius kaip CMM, programomis valdomos CNC staklės, didelio tikslumo sunkiosios staklės ir apdirbimo centrų matavimo prietaisai.
Inductosyn naudoja elektromagnetinio sujungimo principą, kad būtų galima nustatyti poslinkį, kuris turi akivaizdžių pranašumų: didelis patikimumas, stiprus atsparumas trukdžiams, žemi reikalavimai darbo aplinkai, gali normaliai dirbti be nuolatinės temperatūros kontrolės ir prastos aplinkos bei tinka atšiaurioms aplinkoms. pramoninė aikštelė; Grotelių jutiklis realizuoja poslinkio aptikimą, pagrįstą fotoelektriniu mechanizmu. Jis turi didelę skiriamąją gebą, tikslius matavimus ir patogų montavimą bei naudojimą. Uždarų grotelių jutiklis yra plačiau naudojamas matuojant ilgį nei inductosyn, nes jis puikiai prisitaiko prie darbo aplinkos, pagerina grotelių jutiklio našumo kainos santykį ir sumažina techninį sudėtingumą.
Elektros variklio 1 fazės indukcinio variklio veikimas
5.3. Sinchronizavimas
Įvadas: sinchronizacija yra indukcinis mikro variklis, kuris keičia kampą į kintamosios srovės įtampą arba iš kintamosios įtampos į kampą, naudodamas savaiminio derinimo žingsnio charakteristikas. Jis naudojamas kaip poslinkio jutiklis kampui matuoti servo sistemoje. Sinchronizavimas taip pat gali būti naudojamas tolimojo kampo signalų perdavimui, transformavimui, priėmimui ir rodymui. Du ar daugiau variklių gali automatiškai palaikyti tą patį kampo pokytį arba sinchroninį dviejų ar daugiau besisukančių velenų, kurie nėra sujungti vienas su kitu mechaniškai per grandines, sukimąsi. Toks variklio veikimas vadinamas savaiminio derinimo charakteristika. Servo sistemoje sinchronizacija, kurią naudoja signalą generuojanti šalis, vadinama siųstuvu, o signalą priimančios šalies naudojama sinchronizacija – imtuvu. Sinchronizavimas plačiai naudojamas padėties ir azimuto sinchroninėse indikacijose, tokiose kaip metalurgija ir navigacija, ir servo sistemose, tokiose kaip artilerija ir radaras.
Taikymo būsena: sinchronizavimas taip pat gali būti naudojamas tolimojo perdavimo, transformavimo, priėmimo ir kampinio signalo rodymui. Du ar daugiau variklių gali automatiškai palaikyti tą patį kampo pokytį arba sinchroninį dviejų ar daugiau besisukančių velenų, kurie nėra sujungti vienas su kitu mechaniškai per grandines, sukimąsi. Toks variklio veikimas vadinamas savaiminio derinimo charakteristika. Servo sistemoje sinchronizacija, kurią naudoja signalą generuojanti šalis, vadinama siųstuvu, o signalą priimančios šalies naudojama sinchronizacija – imtuvu. Sinchronizavimas plačiai naudojamas padėties ir azimuto sinchroninėse indikacijose, tokiose kaip metalurgija ir navigacija, ir servo sistemose, tokiose kaip artilerija ir radaras.
5.4 greičio signalo variklis
Reprezentatyviausias greičio signalo variklis yra tachogeneratorius, kuris iš esmės yra elektromechaninis magnetinis elementas, kuris paverčia greitį elektriniu signalu, o jo išėjimo įtampa yra tiesiogiai proporcinga greičiui. Pagal veikimo principą jis priklauso „generatoriaus“ kategorijai. Tachogeneratorius valdymo sistemoje daugiausia naudojamas kaip slopinimo elementas, diferencialo elementas, integruotas elementas ir tachometro elementas. Taigi aš čia per daug nedėsiu.
Elektros variklio 1 fazės indukcinio variklio veikimas
6. Galios variklis
6.1 nuolatinės srovės variklis
Įvadas: DC variklis yra seniausias variklis. XIX amžiaus pabaigoje jį galima grubiai suskirstyti į dvi kategorijas: su komutatoriumi ir be komutatoriaus. Nuolatinės srovės variklis turi geresnes valdymo charakteristikas. Nuolatinės srovės variklis yra prastesnis už kintamosios srovės variklį savo struktūra, kaina ir priežiūra. Tačiau dėl to, kad kintamosios srovės variklio greičio reguliavimo valdymo problema nebuvo gerai išspręsta, o nuolatinės srovės variklis turi gerų greičio reguliavimo pranašumų, lengvo paleidimo ir apkrovos paleidimo, nuolatinės srovės variklis vis dar plačiai naudojamas, ypač po to, kai atsirado tiristorius. DC maitinimo šaltinis.
Taikymo būsena: gyvenime yra daugybė elektrinių gaminių pritaikymo būdų. Ventiliatorius, skustuvas ir tt Nuolatinės srovės varikliai naudojami automatinėse duryse, automatinėse spynose ir automatinėse užuolaidose viešbučiuose. Nuolatinės srovės varikliai plačiai naudojami orlaiviuose, tankuose, radaruose ir kituose ginkluose bei įrangoje. Nuolatinės srovės variklis taip pat plačiai naudojamas lokomotyvų traukoje, pavyzdžiui, geležinkelio lokomotyvo nuolatinės srovės traukos varikliuose, metro lokomotyvo nuolatinės srovės traukos varikliuose, lokomotyvo nuolatinės srovės pagalbiniuose varikliuose, kalnakasybos lokomotyvo nuolatinės srovės traukos varikliuose, jūrų nuolatinės srovės varikliuose ir kt. Aukščiau pateiktame paveikslėlyje parodytas Z4 serijos nuolatinės srovės variklis.
6.2 kintamosios srovės variklis
Įvadas: asinchroninis variklis yra kintamosios srovės variklis, kuris realizuoja energijos konversiją pagal elektromagnetinį sukimo momentą, susidarantį dėl oro tarpo besisukančio magnetinio lauko ir rotoriaus apvijos sukeltos srovės sąveikos. Asinchroniniai varikliai paprastai yra serijiniai gaminiai, turintys daug įvairių specifikacijų. Jie yra plačiausiai naudojami visuose varikliuose ir turi didžiausią paklausą; Šiuo metu apie 90% elektros pavaros mašinų naudoja kintamos srovės asinchroninį variklį, todėl jo energijos suvartojimas sudaro daugiau nei pusę visos galios.
Asinchroninis variklis turi paprastos konstrukcijos, patogios gamybos, naudojimo ir priežiūros, patikimo veikimo, žemos kokybės ir mažos kainos privalumus. Be to, asinchroninis variklis turi aukštą veikimo efektyvumą ir geras darbo charakteristikas. Jis veikia pastoviu greičiu nuo tuščiosios iki visos apkrovos, o tai gali atitikti daugumos pramonės ir žemės ūkio gamybos mašinų perdavimo reikalavimus. Asinchroniniai varikliai daugiausia naudojami daugumai pramonės ir žemės ūkio gamybos mašinų, tokių kaip staklės, vandens siurbliai, orapūtės, kompresoriai, kėlimo įranga, kalnakasybos mašinos, lengvosios pramonės mašinos, žemės ūkio ir šalutinių produktų perdirbimo mašinos, taip pat buitiniai prietaisai ir medicinos įranga, valdyti. prietaisai.
Taikymo būsena: vienfazis asinchroninis variklis ir trifazis asinchroninis variklis dažniau naudojami asinchroniniame variklyje. Trifazis asinchroninis variklis yra pagrindinė asinchroninio variklio dalis. Trifazis asinchroninis variklis gali būti naudojamas valdyti visų rūšių bendrąsias mašinas, tokias kaip kompresorius, vandens siurblys, trupintuvas, pjovimo staklės, transportavimo mašinos ir kita mechaninė įranga, kuri plačiai naudojama kasyklose. Mechanika. Jis naudojamas kaip pagrindinis variklis įvairiose pramonės ir kasybos įmonėse, tokiose kaip metalurgija, nafta, chemijos pramonė ir elektrinės. Varikliams, naudojamiems orapūtėms, anglies malūnams, valcavimo staklėms ir keltuvams varyti, užsakymo metu turi būti pateikti atitinkami techniniai duomenys, pasirašyta techninė sutartis kaip specialios variklių konstrukcijos pagrindas, užtikrinantis patikimą variklių darbą. Vienfazis asinchroninis varikliai dažniausiai naudojami ten, kur nepatogus tiekiamas trifazis maitinimas. Dauguma jų yra mikro ir mažo galingumo varikliai, kurie plačiai naudojami buitinėje technikoje, pavyzdžiui, elektriniuose ventiliatoriuose, šaldytuvuose, oro kondicionieriuose, dulkių siurbliuose ir pan.
