వాల్వ్ మోటార్

DC యంత్రాలు, ఒక నియమం వలె, ప్రస్తుత ప్రత్యామ్నాయ యంత్రాల కంటే అధిక సాంకేతిక మరియు ఆర్థిక సూచికలను (లక్షణాల సరళత, అధిక సామర్థ్యం, ​​చిన్న కొలతలు మొదలైనవి) కలిగి ఉంటాయి. బ్రష్ ఉపకరణం ఉండటం ఒక ముఖ్యమైన ప్రతికూలత, ఇది విశ్వసనీయతను తగ్గిస్తుంది, జడత్వం యొక్క క్షణాన్ని పెంచుతుంది, రేడియో జోక్యం, పేలుడు ప్రమాదం మొదలైనవాటిని సృష్టిస్తుంది. అందువల్ల, సహజంగా, కాంటాక్ట్‌లెస్ (బ్రష్‌లెస్) DC మోటారును సృష్టించే పని.

సెమీకండక్టర్ పరికరాల రాకతో ఈ సమస్యకు పరిష్కారం సాధ్యమైంది. కాంటాక్ట్‌లెస్ DC మోటారులో, స్థిరమైన వాల్వ్ కరెంట్ మోటార్ అని పిలుస్తారు, బ్రష్ సెట్ సెమీకండక్టర్ స్విచ్ ద్వారా భర్తీ చేయబడుతుంది, ఆర్మేచర్ స్థిరంగా ఉంటుంది, రోటర్ శాశ్వత అయస్కాంతం.

వాల్వ్ ఇంజిన్ యొక్క ఆపరేషన్ సూత్రం

వాల్వ్ మోటారు అనేది మోటారు రోటర్ యొక్క స్థానం ఆధారంగా మోటారు వైండింగ్ సర్క్యూట్‌ల కమ్యుటేషన్‌ను అందించే సింక్రోనస్ మెషీన్, వాల్వ్ కన్వర్టర్ మరియు నియంత్రణ పరికరాలకు నిర్మాణాత్మకంగా సమానమైన ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ ఎలక్ట్రిక్ మోటారుతో కూడిన వేరియబుల్ ఎలక్ట్రిక్ డ్రైవ్ సిస్టమ్‌గా అర్థం.ఈ కోణంలో, వాల్వ్ మోటారు DC మోటారును పోలి ఉంటుంది, దీనిలో కమ్యుటేషన్ స్విచ్ ద్వారా, ఫీల్డ్ స్తంభాల క్రింద ఉన్న ఆర్మేచర్ వైండింగ్ యొక్క మలుపు కనెక్ట్ చేయబడింది.

DC మోటారు అనేది సంక్లిష్టమైన ఎలక్ట్రోమెకానికల్ పరికరం, ఇది సరళమైన విద్యుత్ యంత్రం మరియు ఎలక్ట్రానిక్ నియంత్రణ వ్యవస్థను మిళితం చేస్తుంది.

డైరెక్ట్ కరెంట్ మోటార్లు తీవ్రమైన నష్టాలను కలిగి ఉన్నాయి, ప్రధానంగా బ్రష్ కలెక్టర్ ఉనికి కారణంగా:

1. కలెక్టర్ ఉపకరణం యొక్క తగినంత విశ్వసనీయత, దాని ఆవర్తన నిర్వహణ అవసరం.

2. ఆర్మేచర్ వోల్టేజ్ యొక్క పరిమిత విలువలు మరియు తదనుగుణంగా, DC మోటార్లు యొక్క శక్తి, ఇది అధిక-వేగం, అధిక-పవర్ డ్రైవ్‌ల కోసం వాటి వినియోగాన్ని పరిమితం చేస్తుంది.

3. DC మోటార్స్ యొక్క పరిమిత ఓవర్‌లోడ్ సామర్థ్యం, ​​ఆర్మేచర్ కరెంట్ యొక్క మార్పు రేటును పరిమితం చేస్తుంది, ఇది అత్యంత డైనమిక్ ఎలక్ట్రిక్ డ్రైవ్‌లకు అవసరం.

వాల్వ్ ఇంజిన్‌లో, ఈ ప్రతికూలతలు కనిపించవు, ఎందుకంటే ఇక్కడ బ్రష్-కలెక్టర్ స్విచ్ థైరిస్టర్‌లపై (అధిక-పవర్ డ్రైవ్‌ల కోసం) లేదా ట్రాన్సిస్టర్‌లపై (200 kW వరకు శక్తి కలిగిన డ్రైవ్‌ల కోసం తయారు చేయబడిన నాన్-కాంటాక్ట్ స్విచ్‌తో భర్తీ చేయబడుతుంది. ) దీని ఆధారంగా, సమకాలిక యంత్రంపై నిర్మాణాత్మకంగా ఆధారపడిన వాల్వ్ మోటారును తరచుగా కాంటాక్ట్‌లెస్ DC మోటార్ అంటారు.

నియంత్రణ పరంగా, బ్రష్‌లెస్ మోటారు కూడా DC మోటారును పోలి ఉంటుంది-దీని వేగం వర్తించే DC వోల్టేజ్ యొక్క పరిమాణాన్ని మార్చడం ద్వారా సర్దుబాటు చేయబడుతుంది. వారి మంచి నియంత్రణ లక్షణాల కారణంగా, వాల్వ్ మోటార్లు వివిధ రోబోట్లు, మెటల్ కట్టింగ్ మెషీన్లు, పారిశ్రామిక యంత్రాలు మరియు యంత్రాంగాలను నడపడానికి విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి.

ఎలక్ట్రిక్ డ్రైవ్‌తో శాశ్వత మాగ్నెట్ ట్రాన్సిస్టర్ కమ్యుటేటర్

ఈ రకమైన వాల్వ్ మోటారు రోటర్పై శాశ్వత అయస్కాంతాలతో మూడు-దశల సింక్రోనస్ మెషీన్ ఆధారంగా తయారు చేయబడింది. మూడు-దశ స్టేటర్ వైండింగ్‌లు రెండు సిరీస్-కనెక్ట్ ఫేజ్ వైండింగ్‌లకు సిరీస్‌లో సరఫరా చేయబడిన డైరెక్ట్ కరెంట్‌తో సరఫరా చేయబడతాయి. మూడు-దశల వంతెన సర్క్యూట్ ప్రకారం తయారు చేయబడిన ట్రాన్సిస్టర్ స్విచ్ ద్వారా వైండింగ్ల స్విచ్ నిర్వహించబడుతుంది.మోటారు రోటర్ యొక్క స్థానం మీద ఆధారపడి ట్రాన్సిస్టర్ స్విచ్లు తెరవబడతాయి మరియు మూసివేయబడతాయి. వాల్వ్ మోటార్ రేఖాచిత్రం అంజీర్లో చూపబడింది.

అత్తి. 1. ట్రాన్సిస్టర్ స్విచ్తో వాల్వ్ మోటార్ యొక్క రేఖాచిత్రం

మోటారుచే సృష్టించబడిన టార్క్ రెండు థ్రెడ్ల పరస్పర చర్య ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది:

• స్టేటర్ వైండింగ్‌లలో కరెంట్ ద్వారా సృష్టించబడిన స్టేటర్,

• అధిక-శక్తి శాశ్వత అయస్కాంతాల నుండి సృష్టించబడిన రోటర్ (సమారియం-కోబాల్ట్ మిశ్రమాలు మరియు ఇతరాల ఆధారంగా).

ఇక్కడ: θ అనేది స్టేటర్ మరియు రోటర్ ఫ్లక్స్ వెక్టర్స్ మధ్య ఘన కోణం; pn అనేది పోల్ జతల సంఖ్య.

స్టేటర్ మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ శాశ్వత అయస్కాంత రోటర్‌ను తిప్పడానికి మొగ్గు చూపుతుంది, తద్వారా రోటర్ ఫ్లక్స్ స్టేటర్ ఫ్లక్స్‌తో దిశలో మ్యాచ్ అవుతుంది (మాగ్నెటిక్ సూది, దిక్సూచిని మర్చిపోవద్దు).

రోటర్ షాఫ్ట్‌పై సృష్టించబడిన అతిపెద్ద క్షణం π / 2కి సమానమైన ఫ్లక్స్ వెక్టర్‌ల మధ్య కోణంలో ఉంటుంది మరియు ఫ్లక్స్ ప్రవాహాలు సమీపించే కొద్దీ సున్నాకి తగ్గుతుంది. ఈ ఆధారపడటం అంజీర్లో చూపబడింది. 2.

మోటార్ మోడ్‌కు సంబంధించిన ఫ్లక్స్ వెక్టర్స్ యొక్క ప్రాదేశిక రేఖాచిత్రాన్ని పరిశీలిద్దాం (పోల్ జతల సంఖ్యతో pn = 1). ప్రస్తుతానికి ట్రాన్సిస్టర్లు VT3 మరియు VT2 ఆన్ చేయబడిందని అనుకుందాం (Fig. 1లోని రేఖాచిత్రాన్ని చూడండి). అప్పుడు కరెంట్ దశ B యొక్క వైండింగ్ ద్వారా మరియు దశ A యొక్క వైండింగ్ ద్వారా వ్యతిరేక దిశలో ప్రవహిస్తుంది. ఫలితంగా వెక్టర్ ppm. స్టేటర్ అంతరిక్షంలో F3 స్థానాన్ని ఆక్రమిస్తుంది (ఫిగర్ 3 చూడండి).

రోటర్ ఇప్పుడు అంజీర్లో చూపిన స్థితిలో ఉంటే. 4, అప్పుడు మోటారు 1 గరిష్ట టార్క్ ప్రకారం అభివృద్ధి చెందుతుంది, దీనిలో రోటర్ సవ్యదిశలో మారుతుంది. కోణం θ తగ్గినప్పుడు, టార్క్ తగ్గుతుంది. రోటర్ 30 ° తిప్పబడినప్పుడు, అంజీర్లోని గ్రాఫ్ ప్రకారం ఇది అవసరం. 2. మోటారు దశలలో కరెంట్‌ను మార్చండి, తద్వారా ppm వెక్టర్ స్టేటర్ F4 స్థానంలో ఉంటుంది (Fig. 3 చూడండి). దీన్ని చేయడానికి, ట్రాన్సిస్టర్ VT3ని ఆపివేసి, ట్రాన్సిస్టర్ VT5ని ఆన్ చేయండి.

రోటర్ పొజిషన్ సెన్సార్ DR ద్వారా నియంత్రించబడే ట్రాన్సిస్టర్ స్విచ్ VT1-VT6 ద్వారా దశ మార్పిడి జరుగుతుంది; ఈ సందర్భంలో, కోణం θ 90 ° ± 30 ° లోపల నిర్వహించబడుతుంది, ఇది చిన్న అలలతో గరిష్ట టార్క్ విలువకు అనుగుణంగా ఉంటుంది. ρn = 1 వద్ద, రోటర్ యొక్క ఒక విప్లవానికి ఆరు స్విచ్‌లు తప్పనిసరిగా చేయాలి, కాబట్టి ppm. స్టేటర్ పూర్తి విప్లవం చేస్తుంది (Fig. 3 చూడండి). పోల్ జతల సంఖ్య ఐక్యత కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, ppm వెక్టర్ స్టేటర్ యొక్క భ్రమణం మరియు అందువల్ల రోటర్ 360/pn డిగ్రీలు ఉంటుంది.

అత్తి. 2. స్టేటర్ మరియు రోటర్ ఫ్లక్స్ వెక్టర్స్ మధ్య కోణంపై మోటార్ టార్క్ ఆధారపడటం (pn = 1 వద్ద)

అత్తి. 3. వాల్వ్ మోటార్ యొక్క దశలను మార్చేటప్పుడు ppm స్టేటర్ యొక్క ప్రాదేశిక రేఖాచిత్రం

అత్తి. 4. మోటార్ మోడ్‌లో ప్రాదేశిక రేఖాచిత్రం

ppm విలువను మార్చడం ద్వారా టార్క్ విలువను సర్దుబాటు చేయడం జరుగుతుంది. స్టేటర్, అనగా. స్టేటర్ వైండింగ్లలో ప్రస్తుత సగటు విలువలో మార్పు

ఇక్కడ: R1 అనేది స్టేటర్ వైండింగ్ రెసిస్టెన్స్.

మోటార్ ఫ్లక్స్ స్థిరంగా ఉన్నందున, రెండు సిరీస్-కనెక్ట్ చేయబడిన స్టేటర్ వైండింగ్‌లలో ప్రేరేపించబడిన emf రోటర్ వేగానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది.స్టేటర్ సర్క్యూట్‌లకు విద్యుత్ సమతౌల్య సమీకరణం ఉంటుంది

స్విచ్లు ఆపివేయబడినప్పుడు, స్టేటర్ వైండింగ్లలో ప్రస్తుత వెంటనే అదృశ్యం కాదు, కానీ రివర్స్ డయోడ్లు మరియు ఫిల్టర్ కెపాసిటర్ సి ద్వారా మూసివేయబడుతుంది.

కాబట్టి, మోటార్ సరఫరా వోల్టేజ్ U1 సర్దుబాటు చేయడం ద్వారా, స్టేటర్ కరెంట్ మరియు మోటారు టార్క్ యొక్క పరిమాణాన్ని సర్దుబాటు చేయడం సాధ్యపడుతుంది.

పొందిన వ్యక్తీకరణలు DC మోటారుకు సారూప్య వ్యక్తీకరణలను పోలి ఉన్నాయని చూడటం సులభం, దీని ఫలితంగా ఈ సర్క్యూట్‌లోని వాల్వ్ మోటారు యొక్క యాంత్రిక లక్షణాలు Φ = const వద్ద స్వతంత్ర ప్రేరేపణతో DC మోటారు లక్షణాలను పోలి ఉంటాయి.

పరిశీలనలో ఉన్న సర్క్యూట్‌లో బ్రష్‌లెస్ మోటార్ యొక్క సరఫరా వోల్టేజ్‌లో మార్పు చేయబడుతుంది పల్స్ వెడల్పు సర్దుబాటు పద్ధతి ద్వారా… ట్రాన్సిస్టర్లు VT1-VT6 యొక్క పప్పుల డ్యూటీ సైకిల్‌ను మార్చడం ద్వారా వారి చేరిక వ్యవధిలో, మోటారు యొక్క స్టేటర్ వైండింగ్‌లకు సరఫరా చేయబడిన వోల్టేజ్ యొక్క సగటు విలువను సర్దుబాటు చేయడం సాధ్యపడుతుంది.

స్టాప్ మోడ్‌ను వర్తింపజేయడానికి, ట్రాన్సిస్టర్ స్విచ్ ఆపరేషన్ అల్గోరిథం తప్పనిసరిగా మార్చబడాలి, తద్వారా స్టేటర్ ppm వెక్టర్ రోటర్ ఫ్లక్స్ వెక్టర్‌ను వెనుకకు నెట్టివేస్తుంది. అప్పుడు మోటార్ టార్క్ ప్రతికూలంగా మారుతుంది. కన్వర్టర్ యొక్క ఇన్పుట్ వద్ద ఒక అనియంత్రిత రెక్టిఫైయర్ వ్యవస్థాపించబడినందున, ఈ సర్క్యూట్లో బ్రేకింగ్ శక్తి యొక్క పునరుత్పత్తి అసాధ్యం.

షట్డౌన్ సమయంలో, ఫిల్టర్ C యొక్క కెపాసిటర్ రీఛార్జ్ చేయబడుతుంది.కెపాసిటర్లపై వోల్టేజ్ పరిమితి ట్రాన్సిస్టర్ VT7 ద్వారా ఉత్సర్గ నిరోధకతను కనెక్ట్ చేయడం ద్వారా నిర్వహించబడుతుంది. ఈ విధంగా, బ్రేకింగ్ శక్తి లోడ్ నిరోధకతలో వెదజల్లుతుంది.