Układ napędowy z przełączanym silnikiem reluktancyjnym (srd) składa się z czterech części: silnika reluktancyjnego z przełączaniem (silnik srm lub sr), przetwornika mocy, sterownika i detektora.Opracowano szybki rozwój nowego typu układu napędowego z kontrolą prędkości.Silnik reluktancyjny z przełączaniem jest silnikiem reluktancyjnym o podwójnej sile, który wykorzystuje zasadę minimalnej reluktancji do generowania momentu reluktancyjnego.Ze względu na niezwykle prostą i solidną konstrukcję, szeroki zakres regulacji prędkości, doskonałe parametry regulacji prędkości i stosunkowo dużą prędkość w całym zakresie regulacji prędkości.Wysoka wydajność i wysoka niezawodność systemu czynią go silnym konkurentem systemu kontroli prędkości silnika prądu przemiennego, układu kontroli prędkości silnika prądu stałego i bezszczotkowego układu kontroli prędkości silnika prądu stałego.Silniki reluktancyjne z przełączaniem są szeroko lub zaczęły być stosowane w różnych dziedzinach, takich jak napędy pojazdów elektrycznych, sprzęt AGD, przemysł ogólny, przemysł lotniczy i systemy serwo, obejmujące różne układy napędowe o dużej i niskiej prędkości w zakresie mocy od 10 w do 5 mw, wykazujące ogromny potencjał rynkowy.
2.1 Silnik ma prostą konstrukcję, niski koszt i nadaje się do dużych prędkości
Konstrukcja silnika reluktancyjnego przełączanego jest prostsza niż konstrukcja silnika indukcyjnego klatkowego, który jest powszechnie uważany za najprostszy.Cewka stojana jest uzwojeniem skoncentrowanym, które można łatwo osadzić, koniec jest krótki i mocny, a działanie jest niezawodne.Środowisko wibracyjne;wirnik jest wykonany wyłącznie z blach ze stali krzemowej, więc nie będzie żadnych problemów, takich jak kiepski odlew klatkowy i połamane pręty podczas stosowania w procesie produkcji silników indukcyjnych klatkowych.Wirnik charakteryzuje się wyjątkowo dużą wytrzymałością mechaniczną i może pracować z niezwykle dużymi prędkościami.do 100 000 obrotów na minutę.
2.2 Prosty i niezawodny obwód zasilania
Kierunek momentu obrotowego silnika nie ma nic wspólnego z kierunkiem prądu uzwojenia, to znaczy wymagany jest tylko prąd uzwojenia w jednym kierunku, uzwojenia fazowe są połączone między dwiema lampami mocy obwodu głównego i będzie brak prostego zwarcia ramienia mostka.System charakteryzuje się dużą odpornością na awarie i wysoką niezawodnością i może być stosowany na specjalne okazje, takie jak lotnictwo.
2.3 Wysoki moment rozruchowy, niski prąd rozruchowy
Produkty wielu firm mogą osiągnąć następującą wydajność: gdy prąd rozruchowy wynosi 15% prądu znamionowego, moment rozruchowy wynosi 100% momentu znamionowego;gdy prąd rozruchowy wynosi 30% wartości znamionowej, moment rozruchowy może osiągnąć 150% wartości znamionowej.%.W porównaniu z charakterystyką rozruchową innych systemów kontroli prędkości, takich jak silnik prądu stałego przy 100% prądzie rozruchowym, uzyskaj 100% momentu obrotowego;silnik indukcyjny klatkowy o prądzie rozruchowym 300%, uzyskuje 100% momentu obrotowego.Można zauważyć, że silnik reluktancyjny z przełączaniem charakteryzuje się łagodnym startem, wpływ prądu jest niewielki podczas procesu rozruchu, a nagrzewanie silnika i sterownika jest mniejsze niż w przypadku ciągłej pracy znamionowej, dlatego szczególnie nadaje się do częste operacje start-stop i przełączanie przód-tył, takie jak strugarki bramowe, frezarki, walcarki odwracalne w przemyśle metalurgicznym, latające piły, latające nożyce itp.
2.4 Szeroki zakres regulacji prędkości i wysoka wydajność
Sprawność operacyjna wynosi aż 92% przy prędkości znamionowej i obciążeniu znamionowym, a ogólna sprawność utrzymuje się na poziomie aż 80% we wszystkich zakresach prędkości.
2.5 Istnieje wiele kontrolowanych parametrów i dobra wydajność regulacji prędkości
Istnieją co najmniej cztery główne parametry pracy i powszechne metody sterowania silnikami reluktancyjnymi z przełączaniem: kąt włączenia fazy, odpowiedni kąt przerwania, amplituda prądu fazowego i napięcie fazowe uzwojenia.Kontrolowanych parametrów jest wiele, co sprawia, że sterowanie jest elastyczne i wygodne.Można zastosować różne metody sterowania i wartości parametrów zgodnie z wymaganiami operacyjnymi silnika i warunkami silnika, aby zapewnić jego najlepszą pracę, a także osiągnąć różne funkcje i specyficzne krzywe charakterystyczne, takie jak tworzenie silnik ma dokładnie taką samą zdolność do pracy w czterech ćwiartkach (do przodu, do tyłu, praca silnika i hamowanie), z wysokim momentem rozruchowym i krzywymi obciążalności dla silników szeregowych.
2.6 Może spełniać różne specjalne wymagania dzięki ujednoliconemu i skoordynowanemu projektowaniu maszyn i energii elektrycznej
Doskonała konstrukcja i wydajność przełączanego silnika reluktancyjnego sprawiają, że jego zakres zastosowań jest bardzo szeroki.Analizowane są następujące trzy typowe zastosowania.
3.1 Strugarka bramowa
Strugarka bramowa jest główną maszyną roboczą w przemyśle obróbczym.Metoda pracy strugarki polega na tym, że stół roboczy napędza przedmiot obrabiany w sposób posuwisto-zwrotny.Gdy porusza się do przodu, strugarka zamocowana na ramie planuje obrabiany przedmiot, a gdy porusza się do tyłu, strugarka podnosi obrabiany przedmiot.Od tego momentu stół warsztatowy powraca z pustą linią.Zadaniem głównego układu napędowego strugarki jest napędzanie ruchu posuwisto-zwrotnego stołu roboczego.Oczywiście jego wydajność jest bezpośrednio powiązana z jakością obróbki i wydajnością produkcji strugarki.Dlatego też od układu napędowego wymagane jest posiadanie następujących głównych właściwości.
3.1.1 Główne cechy
(1) Nadaje się do częstego uruchamiania, hamowania oraz obrotów do przodu i do tyłu, nie mniej niż 10 razy na minutę, a proces uruchamiania i hamowania przebiega płynnie i szybko.
(2) Wymagana jest wysoka stopa różnicy statycznej.Dynamiczny spadek prędkości od stanu bez obciążenia do nagłego obciążenia noża nie przekracza 3%, a krótkotrwała zdolność do przeciążenia jest duża.
(3) Zakres regulacji prędkości jest szeroki, co jest odpowiednie dla potrzeb ślizgania się z małą i średnią prędkością oraz jazdy do tyłu z dużą prędkością.
(4) Stabilność pracy jest dobra, a pozycja powrotna podczas podróży w obie strony jest dokładna.
Obecnie główny układ napędowy domowej strugarki bramowej ma głównie postać jednostki prądu stałego i postaci asynchronicznego silnika-sprzęgła elektromagnetycznego.Duża liczba strugarek napędzanych głównie agregatami prądu stałego jest w stanie poważnego starzenia, silnik jest mocno zużyty, iskry na szczotkach są duże przy dużych prędkościach i dużym obciążeniu, awarie są częste, a obciążenie konserwacyjne duże, co bezpośrednio wpływa na normalną produkcję..Ponadto system ten nieuchronnie ma wady w postaci dużego sprzętu, dużego zużycia energii i wysokiego poziomu hałasu.Układ asynchronicznego silnika i sprzęgła elektromagnetycznego opiera się na sprzęgle elektromagnetycznym do realizacji kierunków do przodu i do tyłu, zużycie sprzęgła jest poważne, stabilność pracy nie jest dobra, a regulacja prędkości jest niewygodna, dlatego jest używany tylko w lekkich strugarkach .
3.1.2 Problemy z silnikami indukcyjnymi
Jeżeli stosowany jest układ napędowy z regulacją prędkości silnika indukcyjnego o zmiennej częstotliwości, występują następujące problemy:
(1) Charakterystyka wyjściowa jest miękka, przez co strugarka bramowa nie jest w stanie unieść wystarczającego obciążenia przy niskiej prędkości.
(2) Różnica statyczna jest duża, jakość obróbki niska, obrabiany przedmiot ma wzory, a nawet zatrzymuje się po zjedzeniu noża.
(3) Moment rozruchowy i hamujący jest mały, rozruch i hamowanie są powolne, a spalona strona parkowania jest zbyt duża.
(4) Silnik nagrzewa się.
Charakterystyka przełączanego silnika reluktancyjnego jest szczególnie odpowiednia do częstego rozruchu, hamowania i pracy komutacyjnej.Prąd rozruchowy w procesie komutacji jest niewielki, a momenty rozruchowe i hamujące można regulować, co zapewnia zgodność prędkości z wymaganiami procesu w różnych zakresach prędkości.spotyka.Przełączany silnik reluktancyjny ma również wysoki współczynnik mocy.Niezależnie od tego, czy pracuje z dużą czy niską prędkością, bez obciążenia czy z pełnym obciążeniem, jego współczynnik mocy jest bliski 1, co jest lepszym wynikiem niż w przypadku innych systemów przekładni stosowanych obecnie w strugarkach bramowych.
3.2 Pralka
Wraz z rozwojem gospodarki i ciągłą poprawą jakości życia ludzi wzrasta również zapotrzebowanie na przyjazne dla środowiska i inteligentne pralki.Jako główna moc pralki, wydajność silnika musi być stale ulepszana.Obecnie na rynku krajowym istnieją dwa rodzaje popularnych pralek: pralki pulsacyjne i bębnowe.Bez względu na rodzaj pralki, podstawową zasadą jest to, że silnik napędza pulsator lub bęben, aby się obracał, generując w ten sposób przepływ wody, a następnie przepływ wody i siła generowana przez pulsator i bęben są wykorzystywane do prania ubrań .Wydajność silnika w dużej mierze determinuje działanie pralki.Stan, czyli określa jakość prania i suszenia, a także wielkość hałasu i wibracji.
Obecnie silniki stosowane w pralce pulsacyjnej to głównie jednofazowe silniki indukcyjne, a kilka wykorzystuje silniki z konwersją częstotliwości i bezszczotkowe silniki prądu stałego.Pralka bębnowa opiera się głównie na silniku szeregowym, oprócz silnika o zmiennej częstotliwości, bezszczotkowym silniku prądu stałego i silniku reluktancyjnym z przełączaniem.
Wady stosowania jednofazowego silnika indukcyjnego są bardzo oczywiste i obejmują:
(1) nie można regulować prędkości
Podczas prania obowiązuje tylko jedna prędkość obrotowa, a prędkość obrotową prania trudno dostosować do wymagań różnych tkanin.Tzw. „mocne pranie”, „słabe pranie”, „delikatne pranie” i inne procedury prania zmieniają się wyłącznie w celu zmiany czasu trwania obrotów do przodu i do tyłu oraz w celu przestrzegania wymagań dotyczących prędkości obrotowej podczas prania prędkość obrotowa podczas suszenia jest często niska, zazwyczaj wynosi tylko 400 obr./min do 600 obr./min.
(2) Wydajność jest bardzo niska
Sprawność jest na ogół poniżej 30%, a prąd rozruchowy jest bardzo duży, który może osiągnąć 7 do 8 razy prąd znamionowy.Trudno jest dostosować się do częstych warunków mycia do przodu i do tyłu.
Silnik szeregowy to silnik szeregowy prądu stałego, który ma zalety dużego momentu rozruchowego, wysokiej wydajności, wygodnej regulacji prędkości i dobrej dynamiki.Jednak wadą silnika szeregowego jest złożona konstrukcja, prąd wirnika musi być komutowany mechanicznie przez komutator i szczotkę, a tarcie ślizgowe pomiędzy komutatorem a szczotką jest podatne na zużycie mechaniczne, hałas, iskry i interferencja elektromagnetyczna.Zmniejsza to niezawodność silnika i skraca jego żywotność.
Charakterystyka silnika reluktancyjnego z przełączaniem pozwala na osiągnięcie dobrych wyników w zastosowaniu do pralek.Układ kontroli prędkości silnika z reluktancją przełączania ma szeroki zakres regulacji prędkości, co pozwala na „mycie” i
Wszystkie wirowania działają z optymalną prędkością w przypadku prania standardowego, prania ekspresowego, prania delikatnego, prania aksamitnego, a nawet prania o zmiennej prędkości.Możesz także dowolnie wybrać prędkość obrotową podczas suszenia.Możesz także zwiększyć prędkość zgodnie z niektórymi ustawionymi programami, aby ubrania unikały wibracji i hałasu spowodowanego nierównomiernym rozkładem podczas wirowania.Doskonała wydajność rozruchowa silnika reluktancyjnego z przełączaniem może wyeliminować wpływ częstego prądu rozruchowego silnika do przodu i do tyłu na sieć energetyczną podczas procesu mycia, dzięki czemu mycie i komutacja przebiegają płynnie i cicho.Wysoka skuteczność przełączanego układu regulacji prędkości silnika reluktancyjnego w całym zakresie regulacji prędkości pozwala znacznie zmniejszyć zużycie energii przez pralkę.
Bezszczotkowy silnik prądu stałego jest rzeczywiście silnym konkurentem przełączanego silnika reluktancyjnego, ale zaletami przełączanego silnika reluktancyjnego są niski koszt, solidność, brak rozmagnesowania i doskonała wydajność rozruchowa.
3.3 Pojazdy elektryczne
Od lat 80. XX wieku, w związku z rosnącą uwagą ludzi na kwestie ochrony środowiska i energii, pojazdy elektryczne stały się idealnym środkiem transportu ze względu na ich zalety, takie jak zerowa emisja, niski poziom hałasu, szerokie źródła zasilania i wysokie wykorzystanie energii.Pojazdy elektryczne mają następujące wymagania wobec silnikowego układu napędowego: wysoka sprawność w całym obszarze pracy, duża gęstość mocy i momentu obrotowego, szeroki zakres prędkości roboczych, a także wodoszczelność, odporność na wstrząsy i uderzenia.Obecnie do głównych układów napędowych pojazdów elektrycznych zaliczają się silniki indukcyjne, bezszczotkowe silniki prądu stałego i silniki reluktancyjne z przełączaniem.
Układ sterowania prędkością silnika z przełączaniem reluktancyjnym ma szereg cech pod względem wydajności i struktury, dzięki czemu doskonale nadaje się do pojazdów elektrycznych.Ma następujące zalety w dziedzinie pojazdów elektrycznych:
(1) Silnik ma prostą konstrukcję i nadaje się do dużych prędkości.Większość strat silnika koncentruje się na stojanie, który jest łatwy do chłodzenia i można go łatwo przekształcić w chłodzoną wodą konstrukcję przeciwwybuchową, która w zasadzie nie wymaga konserwacji.
(2) Można utrzymać wysoką wydajność w szerokim zakresie mocy i prędkości, co jest trudne do osiągnięcia w przypadku innych układów napędowych.Funkcja ta jest bardzo korzystna dla poprawy przebiegu jazdy pojazdami elektrycznymi.
(3) Łatwo jest zrealizować działanie w czterech kwadrantach, uzyskać informację zwrotną dotyczącą regeneracji energii i utrzymać dużą zdolność hamowania w obszarze działania z dużą prędkością.
(4) Prąd rozruchowy silnika jest mały, nie ma wpływu na akumulator, a moment rozruchowy jest duży, co jest odpowiednie do rozruchu przy dużym obciążeniu.
(5) Zarówno silnik, jak i przetwornica mocy są bardzo wytrzymałe i niezawodne, nadają się do różnych trudnych i wysokich temperatur oraz mają dobre możliwości adaptacji.
Biorąc pod uwagę powyższe zalety, istnieje wiele praktycznych zastosowań silników reluktancyjnych impulsowych w pojazdach elektrycznych, autobusach elektrycznych i rowerach elektrycznych w kraju i za granicą].
Ponieważ silnik reluktancyjny z przełączaniem ma zalety prostej konstrukcji, małego prądu rozruchowego, szerokiego zakresu regulacji prędkości i dobrej sterowalności, ma ogromne zalety i szerokie perspektywy zastosowania w dziedzinie strugarek bramowych, pralek i pojazdów elektrycznych.Istnieje wiele praktycznych zastosowań w wyżej wymienionych dziedzinach.Chociaż w Chinach istnieje pewien stopień zastosowania, jest on wciąż w powijakach, a jego potencjał nie został jeszcze wykorzystany.Uważa się, że jej zastosowanie w wyżej wymienionych dziedzinach będzie coraz szersze.
Czas publikacji: 18 lipca 2022 r