Primer Pengetahuan Motor Automasi Perindustrian

Motor elektrik terdiri daripada pemutar yang diletakkan di dalam medan magnet berputar. Di bawah pengaruh medan magnet yang berputar ini, pemutar memperoleh tork putaran, menyebabkan ia berubah. Motor asynchronous beroperasi di pelbagai kuasa yang luas, dari beberapa watt hingga puluhan ribu kilowatt, memberikan kuasa untuk pelbagai peralatan mekanikal dan peralatan rumah tangga.
Motor elektrik (biasanya dipanggil "motor") adalah peranti elektromagnet yang menukar atau menghantar tenaga elektrik berdasarkan prinsip induksi elektromagnet. Fungsi utamanya adalah untuk menjana tork memandu, berfungsi sebagai sumber kuasa untuk peralatan elektrik atau pelbagai peralatan mekanikal.
Fungsi utama penjana adalah untuk menukar tenaga elektrik ke dalam tenaga mekanikal.

 

 

Motor elektrik terutamanya terdiri daripada penggulungan elektromagnet atau penggulungan stator yang diedarkan untuk menghasilkan medan magnet, lengan berputar atau pemutar, dan aksesori lain. Di bawah pengaruh medan magnet berputar yang dihasilkan oleh penggulungan stator, arus mengalir melalui tupai armature - bingkai aluminium sangkar. Arus ini berinteraksi dengan medan magnet, menyebabkan angker berputar.

 

 

 

 

Stator (Stationary Part) Stator Core: Komponen litar magnet motor, di mana penggulungan stator dipasang; Perjalanan Stator: Litar elektrik motor, di mana tiga - fasa aliran aliran semasa untuk menghasilkan medan magnet berputar; Bingkai: Mengamankan teras stator dan penutup depan/belakang untuk menyokong pemutar, sambil memberikan perlindungan, pelesapan haba, dan fungsi lain;

 

Pemutar (bahagian berputar)
Rotor Core: Berkhidmat sebagai sebahagian daripada litar magnet motor dan menempatkan belitan pemutar dalam slotnya;
Perlindungan rotor: Potong melalui medan magnet berputar stator untuk menghasilkan daya elektromotif dan arus yang disebabkan, menghasilkan tork elektromagnet yang memacu putaran motor;

【Animasi Prinsip Motor】
Motor Magnet Tetap ▼

DC Motor ▼

Motor magnet kuantum ▼

Single - motor induksi fasa ▼

Prinsip Kerja Stepper Motors ▼

Baki motor ▼

Prinsip menghasilkan arus elektrik ▼

Tiga - stator fasa ▼

Motor elektrik kecil ▼

Motor Cross - seksyen ▼

Elektrik Motor ▼

DC Motors ▼

Perbezaan antara membaiki motor kekerapan berubah -ubah dan motor konvensional

Kaedah pembaikan untuk motor frekuensi berubah -ubah pada asasnya sama seperti untuk motor konvensional. Walau bagaimanapun, disebabkan ciri -ciri unik bekalan kuasa frekuensi yang berubah -ubah, keperluan penebat untuk penggambaran motor kekerapan berubah -ubah adalah lebih ketat daripada motor konvensional. Langkah -langkah berikut harus diambil untuk memperbaiki keadaan penebat:

1. Pilih dawai elektromagnet dengan ketahanan korona yang sangat baik untuk memenuhi keperluan motor untuk menahan pulsa frekuensi tinggi - dan pelepasan separa.

Biasanya, wayar enameled poliesterimida/poliamideimide atau corona - dawai elektromagnet tahan digunakan.

2. Teknik Pembinaan Penyisipan Slot dan Slot.

Pengurusan yang ketat adalah penting semasa penggulungan, penyisipan slot, dan proses mengikat untuk motor frekuensi berubah. Perhatian khusus mesti dibayar untuk mencegah kerosakan konduktor semasa penyisipan slot dan slot. Penyisipan slot mesti memastikan penempatan penebat slot, penebat fasa, dan lapisan - ke - penebat lapisan. Penebat fasa harus menggunakan bahan dengan mudah ditembusi oleh varnis penebat. Hujung gegelung mesti diperkuat dengan mengikat dan mengamankan untuk memastikan mereka membentuk unit yang penting.

Memperkukuhkan penebat di bahagian bawah slot motor, antara fasa, di antara lapisan, dan pada permulaan gegelung/akhir giliran meningkatkan kekuatan dielektrik motor.

3. Penebat utama mesti menggunakan jurang - penebat percuma.

Jurang udara dalam struktur penebat motor frekuensi berubah -ubah adalah punca utama pelepasan korona. Untuk memastikan ketiadaan jurang udara dalam struktur penebat keseluruhan, mengikut standard kebangsaan GB/TZ1707 - 2008 "spesifikasi penebat untuk tiga- fasa asynchronous motors untuk kawalan kelajuan frekuensi yang berubah-ubah," Proses VPI mesti digunakan. Proses ini juga meningkatkan kekuatan mekanikal keseluruhan struktur penebat.

4. Pastikan padanan yang betul antara penyongsang, kabel, dan motor, dan hadkan panjang kabel antara motor dan sumber kuasa.

Oleh kerana ketidakpadanan impedans dalam talian kuasa, amplitud overvoltage pada akhir motor meningkat dengan panjang kabel antara penyongsang dan motor, yang boleh menyebabkan pelepasan separa. Oleh itu, berdasarkan ciri -ciri khusus bekalan kuasa kekerapan yang berubah -ubah dan keperluan sebenar, panjang kabel penyambung harus diminimumkan sebanyak mungkin untuk mengurangkan amplitud overvoltage di hujung motor dan jumlah pelepasan separa, dengan itu memanjangkan hayat perkhidmatan motor. Kabel kuasa untuk motor kekerapan berubah -ubah biasanya menggunakan kabel khusus, juga dikenali sebagai kabel kekerapan pembolehubah simetri, yang merupakan siri 3p +3 n/e. Ini bermakna konfigurasi 3+1 asal memecah konduktor neutral tunggal ke dalam tiga konduktor berasingan.

Stepper Motor

 

Rajah 1.1 menggambarkan prinsip operasi dua - motor stepper fasa, yang mempunyai dua belitan. Apabila satu penggulungan bertenaga, tiang statornya menghasilkan medan magnet yang menarik pemutar untuk menyelaraskan tiang ini. Jika belitan bertenaga dalam urutan di bawah pulsa kawalan - berbasikal melalui negeri -negeri A`A → B`B → `AA →` BB - motor berputar mengikut arah jam. Apabila bertenaga dalam urutan A`A → `BB →` AA → B`B, motor berputar lawan jam. Setiap nadi kawalan mengubah arah tenaga, menyebabkan motor bergerak satu langkah (90 darjah). Empat denyutan melengkapkan satu putaran penuh. Keputusan kekerapan nadi yang lebih tinggi dalam putaran motor yang lebih cepat.
Tork output motor stepper adalah berkadar dengan jumlah berkesan motor, gegelung gegelung, fluks magnet, dan arus. Oleh itu, jumlah yang lebih berkesan, lebih banyak gegelung gegelung, dan jurang udara yang lebih kecil antara stator dan rotor menghasilkan tork yang lebih besar, dan sebaliknya.

Rajah . 1 gambarajah skematik dua - motor stepper fasa

Rajah . 2 Rajah Struktur Mekanisme Motor Stepper

Struktur motor stepper terdiri daripada pemutar (teras pemutar, magnet kekal, aci, galas bola), stator (belitan, teras stator), dan topi depan dan belakang. Dua yang paling biasa - fasa motor stepper fasa mempunyai stator dengan 8 gigi besar dan 40 gigi kecil, manakala pemutar mempunyai 50 gigi kecil. Tiga - stator motor fasa mempunyai 9 gigi besar dan 45 gigi kecil, dengan pemutar juga mempunyai 50 gigi kecil.

Kiraan fasa motor stepper merujuk kepada bilangan kumpulan gegelung dalam motor. Jenis yang biasa digunakan termasuk dua - fasa, tiga - fasa, empat - fasa, dan lima - fasa stepper motors. Bilangan fasa yang berbeza menghasilkan sudut langkah yang berbeza: biasanya, dua - motor fasa mempunyai sudut langkah 0.9 darjah /1.8 darjah, tiga- motor fasa mempunyai 0.75 darjah /1.5 darjah, dan lima - fasa motor mempunyai 0.36 darjah /0.72 darjah. Tanpa pemandu microstepping, pengguna terutamanya memilih stepper motor dengan jumlah fasa yang berbeza untuk memenuhi spesifikasi sudut langkah yang diperlukan. Apabila menggunakan pemandu microstepping, 'kiraan fasa' menjadi tidak relevan; Pengguna hanya boleh menyesuaikan resolusi microstep pada pemandu untuk mengubah sudut langkah.

Sama ada dua - fasa empat - wire, empat - fasa lima - wire, atau empat - fasa enam - wayar stepper motor, pembinaan dalaman tetap konsisten. Perbezaan antara empat wayar -, lima - wayar, atau enam konfigurasi wayar - bergantung kepada sama ada sambungan A dan ~ A, atau B dan B, berkongsi sambungan terminal (com). Jika kedua -dua kumpulan A dan B mempunyai terminal COM khusus mereka sendiri, motor adalah enam - wire. Jika terminal biasa untuk A dan B disambungkan bersama, ia adalah lima - wire.

Oleh itu, untuk menentukan konfigurasi pendawaian motor stepper, hanya memisahkan kumpulan A dan B dan menguji mereka dengan multimeter.

Empat - wire:Oleh kerana tidak ada dawai (com) dalam konfigurasi dawai empat -, kumpulan A dan B benar -benar terpencil dan bukan konduktif antara satu sama lain. Oleh itu, apabila diuji dengan multimeter, satu kumpulan tidak akan menunjukkan kesinambungan.

Lima - wire:Dalam konfigurasi dawai lima -, terminal umum kumpulan A dan B disambungkan bersama. Apabila ujian dengan multimeter, jika satu dawai menunjukkan nilai rintangan yang serupa dengan wayar lain, wayar itu adalah terminal biasa. Untuk memandu motor stepper dawai lima -, terminal biasa boleh dibiarkan tidak berkaitan dan motor masih akan beroperasi.

Enam - wire:Terminal umum kumpulan A dan B tidak disambungkan. Begitu juga, menggunakan multimeter untuk mengukur rintangan, jika satu dawai menunjukkan ketahanan yang sama kepada dua wayar yang lain, wayar itu adalah terminal COM, dan dua lagi wayar membentuk satu kumpulan. Untuk memandu empat - fasa enam - motor stepper dawai, motor juga boleh didorong tanpa menyambungkan dua terminal COM biasa.

Konsep Berkaitan Motor Stepper:

Bilangan fasa: Bilangan pasangan gegelung pengujaan menghasilkan pasangan magnet N dan S yang berlainan. Biasanya dilambangkan oleh m.

Kiraan Pulse:Bilangan denyutan atau keadaan konduktif yang diperlukan untuk melengkapkan satu kitaran medan magnet, dilambangkan oleh n. Sebagai alternatif, ia merujuk kepada bilangan denyutan yang diperlukan untuk motor untuk memutar satu sudut padang. Sebagai contoh, dalam fasa empat - motor:

Sudut Langkah:Anjakan sudut pemutar motor yang sepadan dengan satu isyarat nadi, dilambangkan oleh θ. θ=360 darjah / (Rotor Teeth J × Nombor Beat Operating). Untuk konvensional dua - atau empat - motor fasa dengan 50 pemutar gigi: Dalam empat - operasi fasa, sudut langkah adalah θ=360 darjah /(50*4)=1.8 darjah (biasanya dipanggil penuh). Dalam lapan - operasi fasa, sudut langkah ialah θ=360 darjah /(50*8)=0.9 darjah (biasanya dipanggil setengah langkah).

Memegang tork:Tork penguncian yang wujud dari pemutar motor apabila DE - bertenaga (disebabkan oleh harmonik profil gigi medan medan dan ralat mekanikal).

Tork statik:Tork mengunci pada aci motor apabila motor berada di bawah daya elektrik statik yang dinilai tetapi tidak berputar. Tork ini berfungsi sebagai standard untuk menilai saiz motor (dimensi geometri) dan bebas daripada voltan pemacu atau bekalan kuasa.

Pemacu motor stepper:Memandu motor stepper pada dasarnya melibatkan selalunya menggunakan denyutan berterusan ke kumpulan A dan B motor, yang membolehkan motor beroperasi.

Langkah yang tidak dijawab:Bilangan langkah sebenar yang diambil semasa operasi motor tidak sepadan dengan kiraan langkah teori.

Contoh:Perbezaan antara dua - fasa dan lima - fasa stepper motor

Stepper Motors terutamanya diklasifikasikan dengan bilangan fasa, dengan dua fasa - dan lima - fasa stepper motors yang paling banyak diterima pakai dalam pasaran semasa. Kebanyakan dua - motor stepper fasa boleh dibahagikan kepada maksimum 400 langkah yang sama setiap revolusi, manakala lima - motor fasa boleh dibahagikan kepada 1000 langkah yang sama. Oleh itu, lima - fasa stepper motor mempamerkan ciri -ciri prestasi unggul, masa pecutan/penurunan yang lebih pendek, dan inersia dinamik yang lebih rendah.

Perbandingan perbezaan antara dua - fasa dan lima - fasa stepper motors:

1. Perbezaan ketepatan kawalan

Dua - motor stepper hibrid fasa biasanya mempunyai sudut langkah 3.6 darjah atau 1.8 darjah, manakala lima - fasa motor hibrid fasa umumnya mempunyai sudut langkah 0.72 darjah atau 0.36 darjah. Sesetengah motor stepper prestasi tinggi - menawarkan sudut langkah yang lebih kecil. Sebagai contoh, motor stepper yang dihasilkan oleh Sitong Company untuk perlahan - mesin pemotong dawai mempunyai sudut langkah 0.09 darjah. Tiga - fasa motor stepper hibrid yang dihasilkan oleh Berger Lahr Jerman boleh mempunyai sudut langkah mereka yang ditetapkan melalui suis Dip ke 1.8 darjah, 0.9 darjah, 0.72 darjah, 0.36 darjah, 0.18 darjah, 0.09 darjah, 0.072 darjah, atau 0.036 Sudut langkah motor hibrid.

Ketepatan kawalan motor servo AC dipastikan oleh pengekod berputar. Mengambil motor servo AC sepenuhnya digital Panasonic sebagai contoh, untuk motor yang dilengkapi dengan encoder 2500-line standard, setara pulse adalah 360 darjah/10000=0.036 darjah disebabkan oleh teknologi penukaran kekerapan kuadratur yang dilaksanakan secara dalaman dalam pemandu. Untuk motor yang dilengkapi dengan pengekod 17-bit, pemacu menerima 2¹⁷=131, 072 denyutan setiap revolusi, mengakibatkan resolusi nadi 360 darjah / 131,072 denyutan=0.002746 darjah setiap nadi.

2. Berbeza dengan ciri frekuensi -

Motor stepper terdedah kepada getaran frekuensi - pada kelajuan perlahan. Kekerapan getaran bergantung kepada keadaan beban dan prestasi pemacu, secara amnya dianggap sebagai separuh motor NO - frekuensi permulaan beban. Ini getaran frekuensi - yang rendah, yang wujud pada prinsip operasi motor stepper, sangat memudaratkan operasi mesin biasa. Apabila stepper motor beroperasi pada kelajuan rendah, teknik redaman perlu digunakan untuk mengurangkan getaran frekuensi - yang rendah, seperti menambah peredam ke motor atau menggunakan teknologi microstepping pada pemandu.

AC Servo Motors beroperasi dengan sangat lancar, tidak mempamerkan getaran walaupun pada kelajuan rendah. Sistem servo AC menggabungkan keupayaan penindasan resonans untuk mengimbangi kekurangan kekakuan mekanikal. Di samping itu, fungsi analisis frekuensi dalaman sistem (FFT) mengesan titik resonans mekanikal, memudahkan penalaan sistem.

3. Tork yang berbeza - Ciri -ciri kekerapan

Stepper Motors mempamerkan tork output yang semakin berkurangan dengan peningkatan kelajuan, mengalami kejatuhan tajam pada kelajuan yang lebih tinggi. Oleh itu, kelajuan operasi maksimum mereka biasanya terhad kepada 300-600 rpm. AC Servo Motors memberikan output tork yang berterusan, mengekalkan tork yang diberi nilai dalam julat kelajuan yang diberi nilai (umumnya 2000 atau 3000 rpm). Di atas kelajuan yang diberi nilai, mereka beralih ke output kuasa yang berterusan.

4. Keupayaan beban yang berbeza

Motor stepper umumnya tidak mempunyai keupayaan beban. AC Servo Motors mempunyai keupayaan beban yang kuat. Mengambil sistem servo Panasonic AC sebagai contoh, ia mempunyai kelajuan kelajuan dan keupayaan beban tork. Tork maksimumnya mencapai tiga kali tork yang diberi nilai, membolehkannya mengatasi tork inersia beban inersia semasa permulaan. Stepper Motors kekurangan keupayaan beban ini. Untuk mengatasi tork inersia semasa permulaan, motor tork yang lebih besar sering dipilih semasa spesifikasi. Walau bagaimanapun, tork yang tinggi tidak perlu semasa operasi biasa, mengakibatkan tork yang terbuang.

5. Prestasi operasi yang berbeza

Stepper Motors menggunakan kawalan gelung terbuka -. Kekerapan permulaan yang berlebihan atau beban yang berlebihan boleh menyebabkan kehilangan langkah atau terhenti. Kelajuan yang berlebihan semasa berhenti boleh menyebabkan overshoot. Oleh itu, untuk memastikan ketepatan kawalan, percepatan dan penurunan mesti diuruskan dengan betul. AC Servo Drive Systems menggunakan kawalan gelung tertutup -. Pemandu secara langsung contoh isyarat maklum balas dari pengekod motor, membentuk kedudukan dalaman dan gelung halaju. Reka bentuk ini secara amnya mengelakkan kehilangan langkah atau isu -isu overshoot yang biasa di Stepper Motors, memberikan prestasi kawalan yang lebih dipercayai.

6. Prestasi tindak balas kelajuan yang berbeza

Motor stepper memerlukan 200-400 milisaat untuk mempercepatkan dari rehat ke kelajuan operasi (biasanya beberapa ratus rpm). Sistem servo AC mempamerkan prestasi pecutan yang lebih baik. Sebagai contoh, motor servo Panasonic MSMA 400W AC mempercepatkan dari rehat ke kelajuan undiannya sebanyak 3000 rpm dalam hanya beberapa milisaat, menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang memerlukan permulaan yang cepat -.

Ringkasnya, sistem servo AC mengatasi motor stepper dalam pelbagai aspek prestasi. Walau bagaimanapun, motor stepper masih biasa digunakan sebagai penggerak dalam aplikasi yang kurang menuntut. Oleh itu, semasa reka bentuk sistem kawalan, faktor -faktor seperti keperluan kawalan dan kos mesti dinilai secara komprehensif untuk memilih motor yang sesuai.