1 / 54

Servosistemi Primerjava električnih motorjev

Servosistemi Primerjava električnih motorjev. Vsebina. Razdelitev in primerjava tipov električnih motorjev Opis delovanja enosmernega motorja brez ščetk (BLDC). Razdelitev in primerjava tipov električnih motorjev. Razdelitev električnih motorjev. enosmerni in izmenični motorji

cwen
Download Presentation

Servosistemi Primerjava električnih motorjev

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. ServosistemiPrimerjava električnih motorjev

  2. Vsebina • Razdelitev in primerjava tipov električnih motorjev • Opis delovanja enosmernega motorja brez ščetk (BLDC)

  3. Razdelitev in primerjava tipov električnih motorjev

  4. Razdelitev električnih motorjev • enosmerni in izmenični motorji • motorji z in brez ščetk

  5. Električni motorji Enosmerni motorji s ščetkami Električni motorji brez ščetk Sinhronski motorji (SM) Asinhronski motorji (AM) Motorji s permanentnimi magneti Reluktančni motorji (SRM) Koračni motorji Enosmerni motorji brez ščetk (BLDC) Sinhronski motorji s permanentnimi magneti (PMSM)

  6. Opis motorja: • grafični prikaz delovanja • prednosti in slabosti • področja uporabe

  7. Enosmerni motor

  8. Enosmerni motor • Prednosti: • enostavno vodenje, zato se zelo pogosto uporablja v servopogonih, • možno je vzporedno delovanje več pogonov, • enostavno vezje za vodenje. • Slabosti: • uporaba ščetk za komutacijo (umazanija in obraba), • težki in dragi (komutator in magnetni materiali), • nizke hitrosti, • slab izkoristek, • tudi pri izklopljenem pretvorniku lahko blokirajo (kratek stik).

  9. Enosmerni motor • Področja uporabe: • avtomatizacija v tovarnah • robotika • orodni stroji • pisarniška oprema • avtomobilska industrija • gospodinjski aparati • ročna orodja

  10. Asinhronski motor

  11. Asinhronski motor • Prednosti: • na razpolago so stroji z majhnim stresanjem in širokim območjem slabljenja polja, • senzor ni potreben (vektrosko vodenje ni potrebno), • možno je delovanje pri zelo visokih hitrostih, • dober izkoristek nad nazivno hitrostjo. • Slabosti: • potrebna je jalova moč, • slab izkoristek pri majhnih in počasnih motorjih, • zahtevno vodenje v servopogonih

  12. Asinhronski motor • Področja uporabe: • industrijski pogoni • obdelovalni stroji • dvigala • električna vozila

  13. Enosmerni motor brez ščetk

  14. Enosmerni motor brez ščetk • Prednosti: • Majhna valovitost navora, • Visoka zanesljivost, • Preprosto vodenje po hitrosti (vodljiv v širokem področju hitrosti, možno obratovanje v obe smeri, nadzor navora, sunka, toka in hitrosti, hitro pospeševanje in zaviranje), • Ščetke in komutator nista potrebna, ni obrabe. • Slabosti: • Potrebna je dodatna elektronska oprema, • Pogon je kompleksnejši

  15. Enosmerni motor brez ščetk • Področja uporabe: • avtomatizacija v tovarnah • robotika • orodni stroji • pisarniška oprema • avtomobilska industrija • gospodinjski aparati • ročna orodja

  16. Sinhronski motor s permanentnimi magneti

  17. Sinhronski motor s permanentnimi magneti • Prednosti: • majhna teža, • visok izkoristek, majhen jalovi tok, • enostavno vezje za vodenje. • Slabosti: • na razpolago so v glavnem motorji moči do 6 kW, • največja hitrost je do 10000 rpm, • če kot komutacije ni določen z meritvijo toka, potrebuje senzor, • tudi pri izklopljenem pretvorniku lahko blokirajo (kratek stik).

  18. Sinhronski motor s permanentnimi magneti • Področja uporabe: • industrijske aplikacije • črpalke, ventilatorji, ... velikih moči • generatorji • servomotorji • avtomobilska industrija

  19. Reluktančni motorji

  20. Reluktančni motor • Prednosti: • robusten, visok faktor moč/masa, • ni izgub v bakru na rotorju, • dobro notranje hlajenje zaradi izraženih polov, • poceni izdelava v velikih serijah, • doseže lahko velike hitrosti, • dolga življenjska doba, • dobre dinamične lastnosti. • Slabosti: • hrup in pulzirajoč navor zahtevata kompleksno vodenje, • za komutacijo je potreben senzor položaja, • majhna razširjenost, malo industrijskih izkušenj, ni standardov, • ne more obratovati v mreži, • nelinearna karakteristika hitrost / navor.

  21. Reluktančni motor • Področja uporabe: • električna vozila • pogoni s konstantnim bremenom

  22. Primerjava tipov motorjev: Vir: http://www.hiltechdevelopments.com/drives2.htm

  23. Enosmerni motorji brez ščetk (BLDC)

  24. Elektronska komutacija - motor brez utorov

  25. Elektronska komutacija - motor brez utorov (sestava)

  26. Elektronska komutacija - diskasti motor

  27. Tipične aplikacije z BLDC • Električni servosistemi, • Aktivno vzmetenje, • Električna vozila, • Robotika, • Videorekorderji, CD, • Osebni računalniki, • Šivalni stroji, • Ventilatorji, • Vibratorji (GSM)

  28. Vodenje BLDC

  29. Model BLDC motorja Matematični model motorja: Efektivna vrednost inducirane napetosti faze: N - število ovojev po fazi l - dolžina rotorja r - notranji polmer rotorja B - gostota magnetnega pretoka rotorja  - kotna hitrost vrtenja rotorja i - fazni tok L - induktivnost faznega navitja  - položaj (kot zasuka) rotorja R - upornost faznega navitja Navor faze:

  30. Motor z elektronsko komutacijo (Tokovi in napetosti)

  31. Motor z elektronsko komutacijo (merjena inducirana napetost)

  32. Motor z elektronsko komutacijo (navor)

  33. Magnetni materiali • AlNiCo (najboljše do 1970. Najpomembnejša dobra lastnost - temperaturna stabilnost) • Samarium Cobalt (SmCo5, Sm2Co17) (Visokoenergijski magnet. V prvem obdobju so se pojavljale težave s stabilnostjo, danes je problem rešen. Problem - nestabilna oskrba tržišča s kobaltom in visoka cena Sm - drag) • Redke zemlje - Neodymium (NdFeB, Neo) (ponuja trenutno najvišjo energijo. Težave nastopijo pri visokih temperaturah.)

  34. Magnetni materiali

  35. Hallove sonde - princip delovanja Ni polja Severni pol Južni pol

  36. Delovanje senzorjev polja Ni polja ali severni pol - “0” Južni pol - “1”

  37. Postavitev senzorjev polja

  38. Enosmerni motorji brez ščetk - vodenje z elektronsko komutacijo

  39. Preprost primer - ventilator v osebnem računalniku

  40. Ventilator v osebnem računalniku - rotor Os motorja Ležaji Permanentni magnet

  41. Ventilator v osebnem računalniku - stator Hallova sonda Krmilnik

  42. Ventilator v osebnem računalniku - krmilnik - LB 1661

  43. Elektronska komutacija - primer ventilatorja v osebnem računalniku Vključi se prvi tranzistor, kar povzroči severni pol na kotvi. Med le-tem in južnim polom cilindričnega magneta se pojavi privlačnostna sila. Motor ni priključen na napajanje. Kotva se nahaja med severnim in južnim polom cilindričnega magneta. Vztrajnost zavrti magnet (ventilator) mimo pola. Hallova sonda zazna južni pol magneta in vključi drugi tranzistor, ki na kotvi povzroči pojav južnega pola. Ker se dva južna pola odbijata, se kotva vrti naprej. Motor (ventilator) se vrti v smeri urinega kazalca. Motor (ventilator) se vrti v smeri urinega kazalca. Ventilator se vrti.

  44. Motor z elektronsko komutacijo -samo trije transistorji

  45. Motor z elektronsko komutacijo

  46. Meritev toka BLDC

  47. Enosmerni motorji brez ščetk - vodenje s pretvornikom

  48. Vektorji preklopov faz BLDC

  49. Vodenje BLDC brez senzorjev položaja

  50. Vodenje BLDC brez senzorjev položaja (prednosti) • nižja cena in masa sistema • zmanjšano število povezav • povečana zanesljivost • zmanjšana občutljivost na temperaturo in zunanje elektromagnetne vplive • manjša kompleksnost mehanskega dela

More Related