Ontwikkelingstatus en vooruitsig van GS-motorspoedregulerende kring
In die proses van moderne industriële produksie is daar byna geen plek sonder die gebruik van elektriese aandrywing nie. Met die voortdurende verbetering van produksietegnologie, produkkwaliteit en -uitset, word meer en meer produksiemasjinerie benodig om outomatiese spoedregulering te realiseer. Die verstelbare spoed elektriese dryfstelsel kan verdeel word in DC spoed regulering en AC spoed regulering. GS-motor het uitstekende spoedreguleringseienskappe, gladde en gerieflike spoedregulering, maklik om spoedregulering in 'n groot reeks glad te maak, groot oorladingskapasiteit, kan gereelde impakladings weerstaan, kan gereelde staplose vinnige aanskakeling, rem en omgekeerde rotasie realiseer, en kan voldoen aan verskeie spesiale bedryfsvereistes in die produksieproses-outomatiseringstelsel. Tot dusver word dit steeds wyd gebruik in metaalsnymasjiengereedskap, papiermasjiene en ander velde wat hoëprestasie-beheerbare elektriese aandrywing vereis, Daarom word DC-spoedreguleringstelsel steeds wyd gebruik in verskeie produksiedepartemente met hoë vereistes vir outomatiese beheer. Dit is tot dusver die hoofvorm van spoedregulasiestelsel. GS-motors word in twee kategorieë verdeel: kommutator en nie-kommutator. Borsellose DC-motor is ontwikkel op die basis van Borsellose DC-motor. In 1831 het Faraday die verskynsel van elektromagnetiese induksie ontdek, wat die teoretiese grondslag van moderne motor gelê het.
Die eerste GS-motor is suksesvol ontwikkel in die 1840's. Dit het ongeveer 70 jaar geneem vir die GS-motor om volwasse te word. Met die uitbreiding van gebruik word die vereistes vir GS-motor al hoe hoër. Dit is duidelik dat die kontakkommutasietoestel die toepassing van kwas-GS-motor in baie geleenthede beperk. Ten einde die meganiese kontak toestel van kwas kommutator struktuur van kwas DC motor te vervang, het mense 'n langtermyn verkenning gedoen. Reeds in 1915 het Amerikaanse langmil die kwikgelykrigter uitgevind wat die rooster beheer en die omskakelaartoestel van DC na AC gemaak; In die 1930's is voorgestel om ioontoestel te gebruik om die sogenaamde kommutatormotor te realiseer waarin die statorwikkeling van die motor volgens die rotorposisie vervang word. Hierdie soort motor het geen praktiese betekenis nie as gevolg van sy swak betroubaarheid, lae doeltreffendheid en swaar en komplekse hele toestel. Die vinnige ontwikkeling van wetenskap en tegnologie het 'n sprong in halfgeleiertegnologie gebring. Die suksesvolle ontwikkeling van skakeltransistor het vitaliteit gebring in die skepping van 'n nuwe motor - 'n borsellose GS-motor.
Ontwikkelingstatus en vooruitsig van GS-motorspoedregulerende kring
In 1955 het D. Harrison en ander in die Verenigde State vir die eerste keer aansoek gedoen om 'n patent om die motorborselkontak met transistor-kommutasielyn te vervang, wat die prototipe van Brushless DC-motor is. Dit bestaan uit kragversterkingsdeel, seinopsporingsdeel, magnetiese poolliggaam en transistorskakelkring. Die werkbeginsel daarvan is dat wanneer die rotor roteer, 'n periodieke seinpotensiaal in die seinwikkeling W1 of W2 geïnduseer word. Hierdie sein skakel die transistors BG1 en BG2 onderskeidelik aan, wat die kragwikkelings W1 en W2 om die beurt laat voed, dit wil sê kommutasie word gerealiseer. Die probleem is dat, eerstens, wanneer die rotor nie roteer nie, daar geen geïnduseerde potensiaal in die seinwikkeling is nie, die transistor nie bevooroordeeld is nie, en die kragwikkeling kan nie voed nie, so hierdie borsellose motor het geen aansitwringkrag nie; tweedens, as gevolg van die klein voorrandsteilheid van die seinpotensiaal, is die kragverbruik van die transistor groot. Om hierdie nadele te oorkom, gebruik mense die kommutator van sentrifugale toestel of plaas hulpmagnetiese staal op die stator om die betroubare aanvang van die motor te verseker, maar die struktuur van eersgenoemde is kompleks, terwyl laasgenoemde nog bykomende beginpuls benodig; Toe, na herhaalde eksperimente en deurlopende oefening, het mense uiteindelik die meganiese kommutasie-toestel gevind met behulp van posisiesensor en elektroniese kommutasiekring om die borsellose GS-motor te vervang, wat 'n nuwe manier vir die ontwikkeling van Brushless DC-motor oopgemaak het. In die vroeë 1960's het nabyheidskakelaar tipe posisie sensor, elektromagnetiese resonansie tipe posisie sensor en hoëfrekwensie koppeling tipe posisie sensor wat optree om iets te nader een na die ander uitgekom, en toe uitgekom Magneto-elektriese koppeling en foto-elektriese posisie sensors word aangebied.Met die vinnige ontwikkeling van halfgeleier tegnologie, mense is geïnteresseerd in die Hall effek ontdek deur Amerikaanse Hall in 1879. Na baie pogings, die borsellose DC motor met die hulp van Hall effek is suksesvol proef vervaardig in 1962. Met die opkoms van magnetiese sensitiewe diode wat is duisende kere meer sensitief as Hall element, in die vroeë 1970's, 'n borsellose DC motor met die hulp van magnetiese sensitiewe diode is suksesvol ontwikkel.
Terwyl hulle verskillende tipes posisiesensors ontwikkel, probeer mense om 'n borsellose GS-motor te vind sonder bykomende posisiesensorstruktuur. In 1968 het w. mieslinger van die voormalige Bondsrepubliek Duitsland het 'n nuwe metode voorgestel om kommutasie deur kapasitiewe faseverskuiwing te realiseer: op grond hiervan het R. hanitsh van die voormalige Bondsrepubliek Duitsland 'n borsellose GS-motor sonder bykomende posisiesensor suksesvol ontwikkel om kommutasie met die kombinasie van digitale ringverspreider en zero crossing diskriminator. Mense is verbind tot die navorsing van posisie sensorloos. Volgens die metode van rotorpoolposisie-identifikasie van sinchrone motor, word die rotorpoolposisie van Borsellose GS-motor indirek verkry deur die geïnduseerde elektromotoriese krag (spanning) van statorwikkeling te gebruik, dit wil sê indirekte opsporingsmetode. In vergelyking met die direkte opsporingsmetode word die posisiesensor weggelaat, wat die kompleksiteit van die oorspronklike motorliggaamstruktuur kan vereenvoudig. Dit is veral geskik vir klein grootte en klein kapasiteit borsellose DC motor. Sedert die 1980's, met die vinnige ontwikkeling van mikrorekenaartegnologie, het die borsellose GS-motor sonder rotorposisiesensor die praktiese stadium betree; Daarbenewens, met die koms van multifunksionele sensors, is 'n sensor in die borsellose GS-motor servo-aandrywingstelsel gebruik om die rotorpaalposisie, spoed en servoposisie terselfdertyd op te spoor.
Ontwikkelingstatus en vooruitsig van GS-motorspoedregulerende kring
Sedert die geboorte van halfgeleiertegnologie in die laat 1950's, is die ontwikkelingspoed baie vinnig, en die werkverrigting van kraghalfgeleiertoestelle is geleidelik verbeter. Terselfdertyd het sy ooreenstemmende dryfkring ook vinnig ontwikkel. Nou kan een dryfkring driefase en ses skakelaars aandryf, wat die perifere stroombaan aansienlik vereenvoudig.
Kring, veral die ontwerp van dryfkring. Terselfdertyd het die koms van hoëprestasie permanente magneetmateriale, soos samariumkobalt en neodymiumysterboor, 'n stewige grondslag gelê vir die wye toepassing van borsellose GS-motor.
In sommige spesiale toepassingsvelde wat hoë doeltreffendheid en hoë kragdigtheid vereis, dui dit op die blink vooruitsig van borsellose GS-motoraandrywing. Die internasionale ontwikkelingshitte van Brushless DC-motor en sy dryfstelsel sal uit alle aspekte voortduur. As gevolg hiervan sal borsellose GS-motor in die toekoms steeds die voorwerp van hoëprestasie-posisievrye servo-toestel word.
Spesiale beheerbare GS-kragtoevoer word benodig in GS elektriese aandryfstelsel Die volgende: eerstens, die oorspronklike GS-spoedreguleringstelsel het konstante GS-spanning gebruik om krag aan die anker van GS-motor te verskaf, en het spoedregulering gerealiseer deur die weerstand in die ankerkring te verander. Hierdie metode is eenvoudig, maklik om te vervaardig en goedkoop. Die nadele is egter lae doeltreffendheid, sagte meganiese eienskappe en kan nie die spoed glad in 'n wye reeks aanpas nie, so dit word tans selde gebruik. Tweedens, in die laat 1930's, het kragopwekkermotor (ook bekend as roterende omsettergroep) verskyn. Met die gebruik van magnetiese versterker, motoruitbreider, tiristor en ander beheertoestelle, kan uitstekende spoedreguleringsprestasie verkry word, soos wye spoedreguleringsreeks (10:1 tot dosyne:1), klein spoedveranderingstempo en gladde spoedregulering, veral wanneer die motor vertraag word, Die vliegwieltraagheid op die motoras kan maklik deur die kragopwekker teruggevoer word na die kragnetwerk. Sodoende kan aan die een kant gladde rem-eienskappe verkry word, aan die ander kant kan energieverlies verminder word en doeltreffendheid verbeter word. Die grootste nadeel van die kragopwekker en motorspoedreguleringstelsel is egter dat dit twee roterende motors moet byvoeg wat gelykstaande is aan die spoedreguleringsmotor en sommige hulpopwekkingstoerusting, dus is dit moeilik om die volume te handhaaf.
Ontwikkelingstatus en vooruitsig van GS-motorspoedregulerende kring
GS-motors word in twee kategorieë verdeel: kommutator en nie-kommutator. GS-motorspoedreguleringstelsel het eers konstante GS-spanning gebruik om krag aan GS-motor te verskaf, en spoedregulering gerealiseer deur die weerstand in ankerkring te verander. Hierdie metode is eenvoudig, maklik om te vervaardig en goedkoop; Die nadele is egter lae doeltreffendheid en sagte meganiese eienskappe, wat nie wye en gladde spoedreguleringsprestasie kan verkry nie. Hierdie metode is slegs van toepassing op sommige velde met lae krag en geen spoedreguleringsreeks nie. In die laat 1930's het die opkoms van kragopwekker en motorstelsel 'n GS-motor met uitstekende spoedreguleringsprestasie wyd gebruik. Hierdie beheermetode kan 'n wye spoedreguleringsreeks, 'n klein spoedveranderingstempo en gladde spoedreguleringsprestasie verkry. Die belangrikste nadele van hierdie metode is egter groot stelselgewig, groot grondbesetting, lae doeltreffendheid en moeilike instandhouding. In onlangse jare, met die vinnige ontwikkeling van kragelektroniese tegnologie, het die GS-motorspoedreguleringstelsel aangedryf deur tiristoromskakelaar die kragopwekker en motorspoedreguleringstelsel vervang, en sy spoedreguleringsprestasie het dié van die kragopwekker, dinamiese werkverrigting en betroubaarheid ver oortref. . Die ontwikkeling van IGBT en ander hoëkragtoestelle in kragelektronika-tegnologie vervang tiristors, en 'n GS-spoedreguleringstelsel met beter werkverrigting het ontstaan. Vir 'n lang tyd het die navorsing in die veld van simulasie gefokus op die daarstelling van 'n simulasiemodel, dit wil sê, na die vestiging van 'n stelselmodel, moet 'n algoritme ontwerp word om die stelselmodel deur die rekenaar aanvaar te maak, en dan saamgestel in rekenaarprogram en hardloop op die rekenaar. Daarom is verskeie simulasiealgoritmes en simulasiesagteware een na die ander gebore.
Omdat daar min navorsing oor modelvestiging en simulasie-eksperiment is, neem modellering gewoonlik lank. Terselfdertyd moet die ontleding van simulasieresultate ook op relevante kundiges staatmaak, en daar is 'n gebrek aan direkte leiding vir besluitnemers, wat besluitneming grootliks belemmer Dit belemmer die popularisering en toepassing van simulasietegnologie.
Simulink, 'n dinamiese stelselsimulasie-instrument wat deur MATLAB verskaf word, is die kragtigste, uitstekende en maklik om te gebruik onder baie simulasiesagteware. Dit los die probleme in bogenoemde simulasietegnologie effektief op. In Simulink sal die modellering van die stelsel baie eenvoudig word, en die simulasieproses is interaktief, sodat die simulasieparameters na willekeur verander kan word, en die gewysigde resultate kan onmiddellik verkry word. Daarbenewens kan die simulasieresultate ontleed en gevisualiseer word deur verskeie analise-instrumente in MATLAB te gebruik.
Simulink kan verder gaan as die ideale lineêre model om meer realistiese modelle van nie-lineêre probleme te verken, soos wrywing, lugweerstand, ratinskakeling en ander natuurlike verskynsels in die werklike wêreld; Dit kan groot sterre en klein molekulêre atome simuleer. Dit kan 'n wye reeks voorwerpe modelleer en simuleer, wat óf meganiese, elektroniese en ander werklike entiteite, óf ideale stelsels kan wees. Dit kan die kompleksiteit van dinamiese stelsel simuleer, wat kontinu, diskreet of hibried kan wees. Simulink sal jou rekenaar laat word - 'n laboratorium wat gebruik kan word om verskeie stelsels te modelleer en te simuleer wat bestaan, nie bestaan nie, of selfs die teenoorgestelde in werklikheid.
Die tradisionele navorsingsmetodes sluit hoofsaaklik analitiese metode, eksperimentele metode en simulasie-eksperiment in. Die eerste twee metodes het nie net hul eie voordele nie, maar het ook verskillende beperkings. Met die ontwikkeling van produksietegnologie word hoër vereistes gestel vir elektriese aandrywing in aansit en rem, vorentoe en agtertoe rotasie, spoedregulering akkuraatheid, spoedreguleringsreeks, statiese eienskappe, dinamiese reaksie en so meer vereistes, wat die uitgebreide gebruik van spoed vereis. regulasiestelsel. As gevolg van die goeie spoedreguleringswerkverrigting en wringkragbeheerwerkverrigting van GS-motor, is GS-spoedreguleringstelsel sedert die 1930's gebruik. Die ontwikkelingsproses daarvan is soos volg: van die vroegste draai-omsettereenheidbeheer tot versterker- en magnetiese versterkerbeheer. Verder word GS-spoedregulering gerealiseer met statiese tiristoromskakelaar en analoogbeheerder. Later word die PWM-beheerkring wat bestaan uit beheerbare gelykrigter en hoëkragtransistor gebruik om digitale GS-spoedregulering te realiseer, wat die snelheid, beheerbaarheid en ekonomie van die stelsel voortdurend verbeter. Die voortdurende verbetering van spoedreguleringsprestasie maak die toepassing van GS-spoedreguleringstelsel al hoe meer wyd.
Ontwikkelingstatus en vooruitsig van GS-motorspoedregulerende kring
Met die ontwikkeling van produksietegnologie word hoër vereistes vir GS elektriese aandrywing gestel in aansit en rem, vorentoe en agtertoe rotasie, regulering akkuraatheid, spoedreguleringsreeks, statiese eienskappe en dinamiese reaksie, wat 'n groot aantal GS spoedreguleringstelsels vereis. Daarom sal die navorsing oor DC-spoedreguleringstelsel meer in diepte wees.
GS-motor is die vroegste motor en die vroegste motor om spoedregulering te realiseer. Vir 'n lang tyd het GS-motor die dominante posisie van spoedbeheer beklee. Vanweë sy goeie lineêre spoedreguleringseienskappe, eenvoudige beheerwerkverrigting, hoë doeltreffendheid en uitstekende dinamiese werkverrigting, is dit steeds die beste keuse vir die meeste spoedreguleringsbeheermotors. Daarom is dit van groot belang om die spoedreguleringsbeheer van GS-motor te bestudeer. Die ankerspanning van die GS-motor word verskaf deur die driefase tiristor-gelykrigterkring deur die gladmaakreaktor L, en die beheerhoek van die tiristor word aangepas deur die snellerfaseverskuiwingsbeheersein UC te verander om die uitsetspanning te verander van die gelykrigter en besef die spoedregulering van die GS-motor. Figuur 1-1 is die skematiese diagram van 'n tiristor-GS-motorspoedreguleringstelsel. In die figuur is VT 'n tiristor-beheerbare gelykrigter. Deur die beheerspanning Uc van die snellertoestel aan te pas om die fase van die snellerpuls te beweeg, kan die gemiddelde gelykgerigte spanning UD verander word om gladde spoedregulering te realiseer.
