Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Поперечное сечение реактивной реактивной машины с 6 полюсами статора и 4 полюсами ротора. Обратите внимание на концентрированные обмотки на полюсах статора.

Реактивный двигатель представляет собой тип электродвигателя , который индуцирует непостоянные магнитные полюса на ферромагнитном роторе. Ротор не имеет обмоток. Он создает крутящий момент за счет магнитного сопротивления .

Подтипы реактивных двигателей включают синхронный, регулируемый, переключаемый и регулируемый шаговый.

Редукторные двигатели могут обеспечивать высокую удельную мощность при невысокой стоимости, что делает их привлекательными для многих приложений. К недостаткам относятся высокая пульсация крутящего момента (разница между максимальным и минимальным крутящим моментом за один оборот) при работе на низкой скорости и шум из-за пульсаций крутящего момента. [1]

До начала двадцать первого века их использование ограничивалось сложностью их проектирования и управления. [ Оспариваются - обсуждают ] Прогресс в области теории, компьютерных средств проектирования и недорогих встраиваемых систем для управления преодолел эти препятствия. Микроконтроллеры используют алгоритмы управления вычислениями в реальном времени для адаптации формы сигнала возбуждения в соответствии с положением ротора и обратной связью по току / напряжению. До разработки крупномасштабных интегральных схем управляющая электроника была непомерно дорогостоящей.

Основы конструкции и эксплуатации [ править ]

Статор состоит из нескольких выступающих (выступа) электромагнит полюсов, подобно поле раневой щетки двигателя постоянного тока . Ротор состоит из магнитомягкого материала, такого как слоистая кремнистая сталь , у которого есть несколько выступов, действующих как заметные магнитные полюса за счет магнитного сопротивления . Для реактивных реактивных двигателей число полюсов ротора обычно меньше числа полюсов статора, что сводит к минимуму пульсации крутящего момента и предотвращает одновременное выравнивание всех полюсов - положение, которое не может создавать крутящий момент.

Когда полюс статора находится на одинаковом расстоянии от двух соседних полюсов ротора, считается, что полюс ротора находится в «полностью невыровненном положении». Это положение максимального магнитного сопротивления полюса ротора. В «выровненном положении» два (или более) полюса ротора полностью выровнены с двумя (или более) полюсами статора (что означает, что полюса ротора полностью обращены к полюсам статора) и является положением с минимальным сопротивлением.

Когда полюс статора находится под напряжением, крутящий момент ротора направлен в сторону уменьшения сопротивления. Таким образом, ближайший полюс ротора вытягивается из невыровненного положения для выравнивания с полем статора (положение с меньшим сопротивлением). (Это тот же эффект, который используется соленоидом или при захвате ферромагнитного металла с помощью магнита .) Чтобы поддерживать вращение, поле статора должно вращаться перед полюсами ротора, таким образом, постоянно «тянет» ротор за собой. Некоторые варианты двигателей работают от трехфазного переменного тока (см. Вариант синхронного реактивного сопротивления ниже). Большинство современных конструкций относятся к типу переключаемого сопротивления, поскольку электронная коммутация дает значительные преимущества управления для запуска двигателя, регулирования скорости и плавной работы (низкая пульсация крутящего момента).

Компоновка с двумя роторами обеспечивает больший крутящий момент при более низкой цене за объем или массу. [ необходима цитата ]

Индуктивность каждой фазы обмотки в двигателе изменяется в зависимости от положения, так как нежелание также изменяется в зависимости от положения. Это представляет собой проблему для систем управления .

Типы [ править ]

Синхронное сопротивление [ править ]

Синхронные реактивные двигатели имеют равное количество полюсов статора и ротора. Выступы на роторе предназначены для создания внутренних «барьеров» потока, отверстий, которые направляют магнитный поток вдоль так называемой прямой оси. Число полюсов должно быть таким же, как обычно, 4 или 6.

Ротор работает на синхронных оборотах без токоведущих частей. Потери в роторе минимальны по сравнению с асинхронным двигателем .

После запуска на синхронной скорости двигатель может работать с синусоидальным напряжением. Для регулирования скорости требуется частотно-регулируемый привод .

Переключаемое сопротивление или переменное сопротивление [ править ]

Основная статья: Импульсный реактивный двигатель

Импульсный реактивный двигатель (SRM) представляет собой разновидность шагового двигателя, в котором используется меньше полюсов. Самая элементарная форма SRM имеет самую низкую стоимость конструкции из всех электродвигателей из-за своей простой конструкции, и даже промышленные двигатели могут иметь некоторое снижение стоимости из-за отсутствия обмоток ротора или постоянных магнитов. Общие области применения включают приложения, в которых ротор должен оставаться неподвижным в течение длительных периодов времени, а также в потенциально взрывоопасных средах, таких как горная промышленность, поскольку он работает без механического коммутатора.

Фазовые обмотки в SRM электрически изолированы друг от друга, что обеспечивает более высокую отказоустойчивость по сравнению с асинхронными двигателями переменного тока с инверторным приводом. Оптимальная форма волны возбуждения не является чистой синусоидой из-за нелинейного крутящего момента относительно смещения ротора и сильно зависящей от положения индуктивности фазных обмоток статора.

Приложения [ править ]

  • Аналоговые электросчетчики
  • Некоторые конструкции стиральных машин
  • Механизмы привода регулирующих стержней ядерных реакторов
  • Двигатель жесткого диска
  • Электромобили [2]
  • Электроинструменты, такие как сверлильные станки, токарные станки и ленточные пилы

См. Также [ править ]

  • Генератор с переключением магнитного потока , аналогичное устройство машины, используется в качестве генератора.

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Акустический шум в бытовых приборах из-за пульсации крутящего момента в моторных приводах - часть 1 - Motor Drive & Control - Blogs - TI E2E Community» . e2e.ti.com . Проверено 9 апреля 2019 .
  2. ^ Ван, Брайан. «Tesla модернизировала автопилот, а двигатели Model S и Model X скоро появятся - NextBigFuture.com» . www.nextbigfuture.com . Проверено 9 апреля 2019 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Технический документ о моделировании в реальном времени приводов с импульсным электродвигателем