დავარცხნილი DC ძრავა: ჯერ კიდევ ძალიან ეფექტური ვარიანტი

ჯაგრისების DC და სტეპერ ძრავებმა შეიძლება უფრო მეტი ყურადღება მიიპყრონ, ვიდრე კლასიკური დახეული DC ძრავა, მაგრამ ეს უკანასკნელი მაინც შეიძლება იყოს უკეთესი არჩევანი ზოგიერთ აპლიკაციაში.

დიზაინერების უმეტესობა ეძებს პატარა DC ძრავის არჩევას - ქვე- ან წილადი ცხენის ძალის ერთეული, როგორც წესი, თავდაპირველად მხოლოდ ორ ვარიანტს უყურებს: უჯაგრის DC (BLDC) ძრავას ან სტეპერ ძრავას.რომელი ავირჩიოთ დაფუძნებულია აპლიკაციაზე, რადგან BDLC ზოგადად უკეთესია უწყვეტი მოძრაობისთვის, ხოლო სტეპერ ძრავა უფრო შესაფერისია პოზიციონირების, წინ და უკან და გაჩერების / დაწყების მოძრაობისთვის.ძრავის თითოეულ ტიპს შეუძლია უზრუნველყოს საჭირო შესრულება სწორი კონტროლერით, რომელიც შეიძლება იყოს IC ან მოდული ძრავის ზომისა და სპეციფიკის მიხედვით.ამ ძრავების მართვა შესაძლებელია „ჭკვიანებით“ ჩაშენებული მოძრაობის კონტროლის სპეციალურ IC-ებში ან პროცესორით ჩაშენებული პროგრამული უზრუნველყოფის საშუალებით.

მაგრამ ცოტა უფრო ახლოს დააკვირდით ამ BLDC ძრავების გამყიდველების შეთავაზებებს და ნახავთ, რომ ისინი თითქმის ყოველთვის გვთავაზობენ დახეხილ DC (BDC) ძრავებს, რომლებიც "სამუდამოდ" იყო.ამ ძრავის მოწყობას დიდი და დამკვიდრებული ადგილი უკავია ელექტრული მამოძრავებელი სიმძლავრის ისტორიაში, რადგან ეს იყო ნებისმიერი სახის ელექტროძრავის პირველი დიზაინი.ყოველწლიურად ათობით მილიონი ამ დახეული ძრავა გამოიყენება სერიოზული, არა ტრივიალური აპლიკაციებისთვის, როგორიცაა მანქანები.

ჯაგრისიანი ძრავების პირველი უხეში ვერსიები შეიქმნა 1800-იანი წლების დასაწყისში, მაგრამ პატარა სასარგებლო ძრავის მოხმარებაც კი რთული იყო.მათი კვებისათვის საჭირო გენერატორები ჯერ არ იყო შემუშავებული და ხელმისაწვდომი ბატარეები შეზღუდული სიმძლავრით, დიდი ზომის იყო და მაინც უნდა „შევსებულიყო“ როგორმე.საბოლოოდ ეს პრობლემები დაძლეულ იქნა.1800-იანი წლების მიწურულს, დამონტაჟდა და ზოგად გამოყენებაში ათეულობით და ასობით ცხენის სიმძლავრის ჯაგრისიანი DC ძრავები;ბევრი მათგანი დღესაც გამოიყენება.

ძირითადი დავარცხნილი DC ძრავა არ საჭიროებს "ელექტრონიკას" ფუნქციონირებისთვის, რადგან ის არის თვითმმართველობის გადაადგილების მოწყობილობა.მოქმედების პრინციპი მარტივია, რაც მისი ერთ-ერთი ღირსებაა.დავარცხნილი DC ძრავა იყენებს მექანიკურ კომუტაციას როტორის მაგნიტური ველის პოლარობის გადასატანად (ასევე უწოდებენ არმატურას) სტატორის წინააღმდეგ.ამის საპირისპიროდ, სტატორის მაგნიტური ველი განვითარებულია ან ელექტრომაგნიტური ხვეულებით (ისტორიულად) ან თანამედროვე, ძლიერი მუდმივი მაგნიტებით (ბევრი დღევანდელი განხორციელებისთვის) (სურათი 1).


ნახაზი 1: ტრადიციული დახეული DC ძრავა ეყრდნობა მექანიკურ კომუტაციას ჯაგრისით, რათა შეცვალოს როტორის მაგნიტური ველის პოლარობა, რაც იწვევს უწყვეტ მბრუნავ მოძრაობას.(სურათი:HPI Racing A/S)

მაგნიტური ველის ურთიერთქმედება და განმეორებითი შებრუნება არმატურაზე და სტატორის ფიქსირებულ ველზე როტორის კოჭებს შორის იწვევს უწყვეტ მბრუნავ მოძრაობას.კომუტაციის მოქმედება, რომელიც აბრუნებს როტორის ველს, სრულდება ფიზიკური კონტაქტების (ე.წ. ჯაგრისები) მეშვეობით, რომლებიც ეხებიან და აწვდიან ძალას არმატურის ხვეულებს.ძრავის როტაცია არა მხოლოდ უზრუნველყოფს სასურველ მექანიკურ მოძრაობას, არამედ როტორის კოჭის პოლარობის შეცვლას, რომელიც საჭიროა სტატორის ფიქსირებული ველის მიმართ მიზიდულობის/მოგერიების გამოსაწვევად - ისევ და ისევ, ელექტრონიკა არ არის საჭირო, რადგან DC მიწოდება პირდაპირ გამოიყენება სტატორის კოჭის გრაგნილები (ასეთის არსებობის შემთხვევაში) და ჯაგრისები.

სიჩქარის ძირითადი კონტროლი მიიღწევა გამოყენებული ძაბვის რეგულირებით, მაგრამ ეს მიუთითებს დახეული ძრავის ერთ-ერთ ნაკლოვანებაზე: ქვედა ძაბვა ამცირებს სიჩქარეს (რაც იყო განზრახვა) და მკვეთრად ამცირებს ბრუნვას, რაც, როგორც წესი, არასასურველი შედეგია.დახეული ძრავის გამოყენება, რომელიც იკვებება პირდაპირ DC რელსებიდან, ზოგადად მისაღებია მხოლოდ შეზღუდულ ან არაკრიტიკულ აპლიკაციებში, როგორიცაა პატარა სათამაშოების და ანიმაციური დისპლეების მუშაობა, განსაკუთრებით თუ საჭიროა სიჩქარის კონტროლი.

ამის საპირისპიროდ, ჯაგრის გარეშე ძრავას აქვს ელექტრომაგნიტური ხვეულების მასივი (ბოძები) დამაგრებული კორპუსის ინტერიერის გარშემო და მაღალი სიმტკიცის მუდმივი მაგნიტები მიმაგრებულია მბრუნავ ლილვზე (როტორზე) (სურათი 2).როდესაც ბოძები ენერგიით იკვებება საკონტროლო ელექტრონიკით (ელექტრონული კომუტაცია - EC), როტორის მიმდებარე მაგნიტური ველი ბრუნავს და ასე იზიდავს/ამოაგდებს როტორს თავისი ფიქსირებული მაგნიტებით, რომელიც იძულებულია მიჰყვეს ველს.


ნახაზი 2: უჯაგრის DC ძრავა იყენებს ელექტრონულ კომუტაციას როტორის მიმდებარე ბოძების პოლარობის გადასართავად.(სურათი:HPI Racing A/S)

BLDC საავტომობილო ბოძების მამოძრავებელი დენი შეიძლება იყოს კვადრატული ტალღა, მაგრამ ეს არაეფექტურია და იწვევს ვიბრაციას, ამიტომ დიზაინების უმეტესობა იყენებს ტალღის ტალღის ფორმას, რომელიც მორგებულია ელექტრული ეფექტურობისა და მოძრაობის სიზუსტის სასურველ კომბინაციაზე.გარდა ამისა, კონტროლერს შეუძლია გააუმჯობესოს ენერგიული ტალღის ფორმა სწრაფი, მაგრამ გლუვი გაშვებისა და გაჩერებისთვის მექანიკური დატვირთვის გარდამავალ ცვლილებებზე გადაჭარბებისა და მკვეთრი რეაგირების გარეშე.ხელმისაწვდომია სხვადასხვა საკონტროლო პროფილები და ტრაექტორიები, რომლებიც შეესაბამება ძრავის პოზიციას და სიჩქარეს აპლიკაციის საჭიროებებთან.

 

ლიზას რედაქტირებულია


გამოქვეყნების დრო: ნოე-12-2021