Pasaulyje siekiant didesnio energijos vartojimo efektyvumo ir tvaresnių pramonės sistemų, elektros variklių technologija sparčiai vystosi. Nors asinchroniniai varikliai ir nuolatinio magneto varikliai dominuoja daugelyje rinkų, kita technologija tyliai sulaukė naujo dėmesio:atmetimo variklis.
Reluktancijos varikliai turi keletą privalumų, kurie tampa vis vertingesni šiuolaikinėje gamyboje, elektrinio mobilumo ir energiją taupančiose{0} pramoninėse sistemose. Dėl paprastos rotoriaus struktūros, didelio efektyvumo potencialo ir mažesnės priklausomybės nuo retų -žemių medžiagų jie yra patrauklus pasirinkimas inžinieriams, ieškantiems patikimų ir ekonomiškų judėjimo sprendimų.
Šiame straipsnyje pateikiamas praktiškas, inžinerinis{0}}paaiškinimas, kas yra pasipriešinimo variklis, kaip jis veikia ir kur jis naudojamas šiuolaikinėje pramonėje. Tikslas yra ne tik paaiškinti techninius principus, bet ir padėti įrangos projektuotojams ir sistemų integratoriams suprasti, kur ši variklių technologija tinka realiose{2}}pasaulio programose.
Kas yra nenoro variklis?
Atsparumo variklis yra elektros variklis, kuris sukuria sukimo momentą dėl magnetinio srauto tendencijos sekti mažiausio magnetinio pasipriešinimo keliu.
Paprastais žodžiais tariant, variklio rotorius juda, kad susilygintų su statoriaus sukurtu magnetiniu lauku. Šis išlyginimas sumažina magnetinę varžą (nenorą) magnetinėje grandinėje, o dėl to atsirandantis judėjimas sukuria mechaninį sukimąsi.
Skirtingai nuo daugelio kitų variklių tipų, pasipriešinimo varikliai nesiremia nuolatiniais magnetais ar rotoriaus apvijomis, kad sukurtų sukimo momentą. Vietoj to, sukimo momentas sukuriamas vien dėl statoriaus besisukančio magnetinio lauko ir rotoriaus geometrijos sąveikos.
Dėl šios konstrukcijos rotorius paprastai yra pagamintas iš laminuoto plieno be magnetų ar elektrinių apvijų. Dėl to pasipriešinimo varikliai yra mechaniškai tvirti ir palyginti paprasti, palyginti su daugeliu kitų variklių konstrukcijų.
Magnetinio principo supratimas, susijęs su nepalankiais varikliais
Norint suprasti, kaip veikia nenoro variklis, pirmiausia svarbu suprasti magnetinio nenoro sąvoką.
Magnetinis pasipriešinimas yra panašus į elektrinį pasipriešinimą, bet taikomas magnetinėms grandinėms. Tai reiškia priešpriešą magnetiniam srautui magnetiniame kelyje.
Magnetinis srautas natūraliai eina keliu su mažiausiu nenoru. Kai statoriaus apvijos sukuria besisukantį magnetinį lauką, rotorius bando susilyginti su tuo lauku, kad sumažintų magnetinės grandinės nenorą.
Dėl šio nuolatinio bandymo pasiekti žemiausią pasipriešinimo padėtį rotorius sukasi sinchroniškai su besikeičiančiu magnetiniu lauku.
Kadangi šis derinimo procesas sukuria sukimo momentą, rotorius turi turėti anizotropinę struktūrą,{0}}tai reiškia, kad jo magnetinės savybės skiriasi priklausomai nuo magnetinio lauko krypties. Tai pasiekiama naudojant specialiai sukurtą rotoriaus geometriją.
Pagrindiniai pasipriešinimo variklio komponentai
Nors pasipriešinimo varikliai remiasi kitokiu sukimo momento generavimo mechanizmu nei tradiciniai varikliai, jų pagrindinėje struktūroje vis dar yra keletas žinomų komponentų.
Statorius
Statorius yra stacionari variklio dalis, kurioje yra elektromagnetinės apvijos. Įjungus energiją, šios apvijos sukuria besisukantį magnetinį lauką.
Statoriaus konstrukcija yra panaši į naudojamą daugelyje kintamosios srovės variklių.
Rotorius
Reluktanto variklio rotorius paprastai yra pagamintas iš laminuoto plieno ir jame nėra apvijų ar nuolatinių magnetų. Vietoj to, jame yra specialios formos magnetiniai takai, kurie sukuria skirtingą nenorą išilgai skirtingų ašių.
Šis magnetinio pasipriešinimo skirtumas leidžia rotoriui susilyginti su statoriaus generuojamu magnetiniu lauku.
Valdymo sistema
Daugeliui pasipriešinimo variklių reikalingos elektroninės valdymo sistemos, valdančios statoriaus apvijų laiką ir srovę. Šie valdikliai užtikrina, kad besisukantis magnetinis laukas būtų generuojamas tinkamu dažniu ir seka.
Dėl šiuolaikinių skaitmeninių variklių pavarų pasipriešinimo variklio valdymas yra daug praktiškesnis nei ankstesniais dešimtmečiais.
Reluktancijos variklių tipai
Yra keletas skirtingų tipų pasipriešinimo variklių, kurių kiekvienas yra skirtas tam tikroms reikmėms ir valdymo metodams.
Komutuojamas pasipriešinimo variklis (SRM)
Theperjungtas pasipriešinimo variklisyra viena iš plačiausiai ištirtų ir taikomų reluktanto variklių formų. Jis veikia nuosekliai įjungdamas statoriaus apvijas, sukurdamas magnetinį lauką, kuris žingsnis po žingsnio traukia rotorių į išlygiavimą.
Pagrindinės charakteristikos apima:
Paprasta rotoriaus konstrukcija
Didelis patikimumas
Gebėjimas dirbti dideliu greičiu
Stiprus atsparumas aukštai temperatūrai
Kadangi rotoriuje nėra magnetų ar apvijų, SRM gali būti ypač tvirtos atšiaurioje aplinkoje.
Sinchroninis pasipriešinimo variklis (SynRM)
Sinchroninio pasipriešinimo variklis veikia panašiai kaip sinchroninis kintamosios srovės variklis, bet priklauso nuo rotoriaus, o ne nuo nuolatinių magnetų.
Šie varikliai vis dažniau naudojami pramoninėse pavarų sistemose, nes jie pasižymi dideliu efektyvumu ir išvengia retų įžeminimo medžiagų, reikalingų nuolatinio magneto varikliams.
Daugelyje šiuolaikinių didelio{0}}efektyvumo pramoninių pavarų dabar naudojami sinchroninio pasipriešinimo varikliai, suporuoti su kintamo dažnio pavaromis.
„Reluktance Motor Technology“ pranašumai
Reluktancijos varikliai turi keletą privalumų, dėl kurių jie yra patrauklūs šiuolaikinėse pramoninėse sistemose.
Sumažėjusi priklausomybė nuo retų{0}}žemių medžiagų
Skirtingai nuo nuolatinio magneto variklių, pasipriešinimo varikliams nereikia retų{0}}žemės magnetų, pvz., neodimio. Tai sumažina tiekimo grandinės riziką ir sumažina medžiagų sąnaudas.
Pasaulyje didėjant susirūpinimui dėl retųjų{0}žemių medžiagų prieinamumo, šis pranašumas tampa vis svarbesnis.
Paprasta rotoriaus konstrukcija
Reluktanto variklio rotoriuje nėra apvijų, magnetų ar elektros jungčių. Ši paprasta konstrukcija pagerina mechaninį tvirtumą ir sumažina rotoriaus gedimų riziką.
Aukštos temperatūros tolerancija
Kadangi nėra magnetų, kurie galėtų prarasti įmagnetinimą esant aukštai temperatūrai, pasipriešinimo varikliai gali efektyviai veikti aplinkoje, kurioje nuolatinio magneto varikliai gali sunkiai dirbti.
Didelis efektyvumo potencialas
Šiuolaikiniai sinchroninio pasipriešinimo varikliai gali pasiekti efektyvumo lygį, panašų į indukcinių variklių efektyvumą arba net viršijantį jų efektyvumą, kai jie yra suporuoti su pažangiomis valdymo sistemomis.
Dėl to jie patrauklūs energijos vartojimo efektyvumui skirtoms programoms.
Reluktantinių variklių pramoninis pritaikymas
Nors priešpriešiniai varikliai iš pradžių buvo sukurti prieš dešimtmečius, naujausi galios elektronikos ir skaitmeninių valdymo sistemų pažanga žymiai išplėtė jų praktinį pritaikymą.
Pramoninės siurblių ir ventiliatorių sistemos
Pramoniniuose objektuose siurbliai ir ventiliatoriai dažnai veikia nuolat ir sunaudoja daug elektros energijos. Sinchroninio pasipriešinimo varikliai kartu su kintamo dažnio pavaromis gali pagerinti sistemos efektyvumą ir sumažinti energijos sąnaudas.
Elektrinės transporto priemonės
Kai kuriose elektrinių transporto priemonių konstrukcijose buvo išnagrinėti perjungiami varžos varikliai, nes jiems nebereikia retų{0}}žemės magnetų. Tai gali sumažinti gamybos sąnaudas ir pagerinti šiluminį našumą didelės-galios sistemose.
Pramoninė automatika
Automatinėse sistemose, tokiose kaip kompresoriai, konvejeriai ir staklės, vis dažniau taikomos didelio{0}}efektyvumo variklių technologijos. Reluktancijos varikliai yra alternatyva tradiciniams indukciniams varikliams šiose srityse.
Didelės spartos{0}}pramoniniai diskai
Kadangi rotoriaus konstrukcija yra mechaniškai paprasta ir lengva, pasipriešinimo varikliai gali veikti dideliu greičiu ir santykinai mažais rotoriaus nuostoliais.
Kodėl „Reluktance Motors“ tampa vis aktualesni
Didėjantį susidomėjimą priešpriešiniais varikliais daugiausia lemia pasaulinės pramonės elektrifikavimo ir energijos vartojimo efektyvumo tendencijos.
Daugelis šalių įvedė griežtus pramoninių variklių energijos vartojimo efektyvumo reikalavimus. Tuo pačiu metu gamintojai ieško būdų, kaip sumažinti priklausomybę nuo retų -žemių medžiagų, naudojamų nuolatinio magneto varikliuose.
Galios elektronikos, skaitmeninių valdymo sistemų ir modeliavimo įrankių pažanga leido išvengti variklių technologiją daug praktiškesnei nei ankstesnėse kartose.
Dėl šios priežasties naujose įrangos konstrukcijose vis dažniau svarstomi ne tik asinchroniniai varikliai, bet ir nuolatiniai magnetai.
Inžineriniai aspektai renkantis reluktancijos variklį
Nors reluktancijos varikliai turi daug privalumų, renkantis tinkamą variklį vis tiek reikia atidžiai įvertinti.
Inžinieriai paprastai atsižvelgia į tokius veiksnius kaip:
Reikalingas sukimo momento ir greičio diapazonas
Valdymo sistemos suderinamumas
Efektyvumo tikslai
Veiklos aplinka
sistemos kainos ir priežiūros reikalavimai
Daugeliu atvejų pasipriešinimo varikliai geriausiai veikia, kai jie yra suporuoti su pažangiomis elektroninėmis pavaromis, galinčiomis optimizuoti magnetinio srauto ir sukimo momento gamybą.
Įmonės, užsiimančios judesių valdymu ir energijos perdavimu,{0}}pvz.,Aurinis mechaninis-atidžiai sekite šiuos variklių technologijų pokyčius, kad palaikytumėte šiuolaikines pramonines programas, kurioms reikalingas ir patikimumas, ir efektyvumas.
Paskutinės mintys
Reluktancijos varikliai yra patraukli ir vis aktualesnė elektros variklių technologijos šaka. Sukimo momentą generuodami naudojant magnetinį pasipriešinimą, o ne nuolatinius magnetus ar rotoriaus apvijas, šie varikliai siūlo unikalų mechaninio paprastumo, ilgaamžiškumo ir efektyvumo potencialo derinį.
Pramonės sritims pereinant prie efektyvesnių -energetikos sistemų ir ieškant alternatyvų retųjų -žemių medžiagoms, tikėtina, kad atsparumo varikliai vaidins didesnį vaidmenį pramoninės pavaros technologijos ateityje.
Inžinieriams, įrangos projektuotojams ir sistemų integratoriams, suprasdami reluktanto variklių veikimo principus ir pritaikymą, gali padėti nustatyti naujas galimybes pagerinti našumą, sumažinti išlaidas ir pasiekti didesnį energijos vartojimo efektyvumą šiuolaikinėse mašinose.
