Ventilli-induktorli elektr motorlar energiya samaradorlik omili

Asosiy qsim: Ventilli - induktorli dvigatellar (VID), elektr signallarni, kuchlanishlar impulsini burchak yoki chiziqli, harakatga o‘zgartiruvchi ijrochi dvigatellar sifatida ishlatiladi. Ventilli - induktorli dvigatellar dasturli boshqariladigan elekt yuritmalarda keng qo‘llaniladi.

Ventilli - induktorli dvigatellar reaktiv rotorli bo‘ladi. Reaktiv rotorli qadamli dvigatellarning qo‘zg‘atish chulg‘ami bo‘lmaydi, ularning rotori magnit - yumshoq materiallardan tayyorlanadi. Ventilli - induktorli dvigatellarning boshqarish chulg‘ami odatda statorga joylashgan bo‘ladi va bir yoki ko‘p fazali (ko‘pincha uch yoki to‘rt fazali) qilib tayyorlanadi[1].

Ularning hozirgi kunda quyidagi turlari mavjud:

Ventilli-induktorli dvigatel induktorli mashina va elektr yuritmani rostlash tizimidan tashkil topgan (1-rasm).

Rotor holat

1-rasm. Ventilli-induktorli dvigatelning struktura sxemasi

1 - rasmda ko‘rsatilgan chastota o‘zgarkich – induktorli dvigatelning faza chulg‘amlarini beligilangan shakldagi impuls bilan ta’minlaydi. Boshqarish tizimi – fazalar chulg‘ami ta’minotining boshqarish algoritmini amalga oshiradi. Induktorli dvigatel – elektromexanik energiya o‘zgartirgich. Ventilli – induktorli dvigatel chastota o‘zgartirgich va boshqarish tizimisiz ishlay olmaydi. Ushbu dvigatellar kuch elektronika va mikroprsessorli boshqarish tizimlari rivojlanishi oqibatida paydo bo‘lgan.

Induktorli dvigatelning tuzilishi quyidagicha:

2-rasm. a) Statori 6 ta, rotori 4 ta qutbdan; b) statori 10 ta rotori 8 qutbdan iborat bo‘lgan induktorli dvigatel

Induktorli dvigatel ishlaganda uning magnit o‘zagiga elektromagnit kuchlar ta’sir ko‘rsatadi. Ushbu elektromagnit kuchning azimutal tashkil etuvchisi va radial tashkil etuvchisi majud bo‘lib, azimutal tashkil etuvchisi aylantiruvchi momentni tashkil etsa, radial tashkil etuvchi magnit o‘zakning deformatsiyasiga sabab bo‘ladi. Magnit o‘zakning deformatsiyasi tebranishni hosil qiladi, vibratsiya o‘z navbatida ovoz to‘lqinlarini hosil qiladi[2].

3-rasm. Stator faza chulg‘amlari va stator bilan rotor qutblar nisbati har xil bo‘lgan induktorli dvigatellarning konstruktiv turlari

Radial elektromagnit kuch ta’sir qilgan tebranish bilan jismning xususiy tebranishi bir - biriga to‘g‘ri kelsa, mexanik rezonans vujudga keladi, buning oqibatida deformatsiyaning amplitudasi va shovqin chiqishi ko‘payadi. Ventilli - induktorli dvigatellarning asosiy kamchiliklaridan biri uning ko‘p shovqin chiqarishidir.

4-rasm. Ventil - induktorli dvigatellarning radial elektromagnit kuch ta’sirida deformatsiyalanishi

Ventil-induktorli dvigatellarning avzalliklari:

• 1)    Tuzilishining oddiyligi va sirpanuvchi kontaktlarning yo‘qligi;

• 2)    Elektr mashinasining ishonchliligi va uzoq muddat ishlashi;

• 3)    Har-qanday aylanish tezlikda ishlay olishi;

• 4)    Qiyin ish rejimida ham ishlay oladi;

• 5)    Rostlash diapazonining kengligi (silliq va iqtisodiy samarali);

• 6)    To‘g‘ridan - to‘g‘ri ta’sir etuvchi yuritmani yaratish mumkin.

Ventil – induktorli dvigatelning kamchiliklari:

• 1)    Vibratsiya va shovqin darajasining yuqoriligi (pulslanuvchi moment, radial tortilish);

• 2)    Rotor holatini aniqlovchi datchikning kerak bo‘lishi;

• 3)    Magnit o‘zakni tayyorlashda listlarni shtamplaganda chiqindining ko‘pligi;

• 4)    Toklarning nosinusoidalligi tarmoqqa ta’sir qilmasligi uchun filtrlarni o‘rnatish kerakligi.

Induktorli mashinaning ishlash prinsipi, rotorning holati eng yuqori magnit o‘tkazuvchanlik tomonga burilishiga asoslangan. A fazadagi boshqarish chulg‘amiga impulsli tok berganimizda, rotor elektromagnit kuchlar ta’siri ostida 25 qutblar A faza o‘qi bo‘yicha joylashadi, shudan so‘ng A fazadagi chulg‘amning tokini uzib, B fazasidagi chulg‘amga tok beriladi. Bu holatda rotorga B fazasi chulg‘ami hosil qilgan MYK ta’sir qiladi, natijada rotor soat strelkasiga teskari burilib, 3 - 6 qutblar, B fazasi o‘qi bo‘ylab joylashadi va dvigatelda keyingi sikllar takrorlanadi. Aylanishni uzliksizligini ta’minlash va maksimal moment olish uchun avval A faza uzilib, keyin B faza qo‘shilgani maqsadga muvofiq[3].

5-rasm. Statori 8 rotori 6 ta qutbli dvigatelni ishlash prinsipi: a) A fazasiga impuls berilgandagi va b) B fazasiga impuls berilgandagi holati

Shunday qilib, ko‘rib chiqilgan to‘rt fazali reaktiv induktorli dvigatel fazadagi boshqarish chulg‘amlarini alohida ulashning to‘rt taktli kommutatsion sxemasidan foydalanilgan holda ishlaydi: А ^ B ^ C ^ D ••• .

Faza chulg‘amlarining ketma-ket kommutatsiyasi rotorni bir tomonga aylanishini ta’minlaydi (kommutatsiyani boshqarish uchun rotor holatini aniqlovchi datchikning signali kerak bo‘ladi).

Alohidagi simmetrik kommutatsiyada rotorning aylanish tezligi:

60 f ₁

n =----

А ^ B ^ C ^ D ^ A + ....    Z r

Bu yerda f 1 – fazalarga ketma - ket berilayotgan impulsning chastotasi, Z R -rotorning qutblari soni.

Birgalikdagi simmetrik kommutatsiyada rotorning aylanish tezligi:

120f1

n =-----

АВ ^ BC + CD + DA ^ AB ^ .... Z_r

Nosimmetrik kommutatsiyada rotorning aylanish tezligi:

90f1

n =----

А ^ AB ^ B ^ BC ^ C ^ CD ^ D ^ DA ^ A ....    Z r

Yuqoridagidan ko‘rinib turibdiki eng katta tezlik birgalikdagi simmetrik kommutatsiyaga to‘g‘ri keladi.

6-rasm. Ventil - induktorli dvigatelning struktura sxemasi

• 6    - rasmda ventil – induktorli dvigatelning struktura sxemasi ko‘rsatilgan bo‘lib, RXD – rotor holatini aniqlovchi datchikdan chiqqan signal o‘zgartirish moslash qurilmasiga boradi, undan chiqqan signal mikrokontrollerga borib shundan so‘ng fazalar kommutatoriga boradi. Fazalar kommutatori tashqi manbadan berilayotgan impulsni ketma - ket ravishda faza chulg‘amlariga uzatadi. Sxemadagi kondensator S filtr hamda reaktiv quvvat manbayi sifatida ishlatiladi[4].

• 7    - rasmda induktorli dvigatelning fazalar kommutatsiyasi sxemasi keltirilgan bo‘lib, SV1 va SV2 kalitlar qo‘shilganda fazadan tok oqib o‘tadi va rotor belgilangan holatga burilib, faza chulg‘ami magnit energiyani to‘playdi[5]. Fazani o‘chirganimizda (SV1 kalit uzilgan) to‘plangan energiya yo‘qolmaydi, bu magnit energiyasi, qarama-qarshi diod D2 va kalit SV2 orqali o‘tadigan tokni hosil qiluvchi o‘z induksiya EYK ni vujudga keltiradi. Hosil bo‘lgan tok faza chulg‘ami qarshiligi R, diod D2 va kalit SV2 qarshiliklarda so‘nib 0 gacha pasayadi[6].

Agar mos holat bo‘lsa tok nolga teng emas va tormozlovchi momentni hosil qiladi[7]. Magnit maydonni tezroq so‘ndirish uchun kalitlar SV1 va SV2 uzish orqali fazalarga teskari qutbli kuchlanish beriladi.

Xulosa:

• 1 .Ventilli elektr motorlarning tuzilishi tahlil qilindi.

• 2 .Ventilli motorlarda bo‘ladigan fizik jarayonlar tahlil qilindi.

• 3 .Ventilli-induktorli motorlarning kamchiliklari tahlil qilindi va ularni bartaraf qilish choralari ko‘rib chiqildi.

• 4 .Ventilli – induktorli motorlarning boshqaruv sxemasi tuzildi va motorni boshqarish orqali energiya tejaldi.

  
  
  

7-rasm. Fazalar kommutatsiyasi