Mae bron i hanner defnydd pŵer y byd yn cael ei ddefnyddio gan moduron, felly gelwir effeithlonrwydd uchel moduron yn fesur mwyaf effeithiol i ddatrys problemau ynni'r byd.
Yn gyffredinol, mae'n cyfeirio at drawsnewid y grym a gynhyrchir gan y cerrynt sy'n llifo yn y maes magnetig yn weithred cylchdro, ac mewn ystyr eang, mae hefyd yn cynnwys gweithredu llinellol.Yn ôl y math o gyflenwad pŵer sy'n cael ei yrru gan fodur, gellir ei rannu'n modur DC a modur AC.Yn ôl yr egwyddor o gylchdroi modur, gellir ei rannu'n fras i'r categorïau canlynol.(ac eithrio moduron arbennig)
Modur AC AC Modur brwsio: Yn gyffredinol, gelwir y modur brwsio a ddefnyddir yn eang yn fodur DC.Cysylltir yn olynol ag electrod o'r enw “brwsh” (ochr stator) a “commutator” (ochr armature) i newid y cerrynt, gan berfformio gweithred gylchdroi.Modur DC di-frws: Nid oes angen brwsys a chymudwyr arno, ond mae'n defnyddio swyddogaethau newid fel transistorau i newid cerrynt a pherfformio cylchdroi.Modur stepper: Mae'r modur hwn yn gweithio'n gydamserol â phŵer pwls, felly fe'i gelwir hefyd yn fodur pwls.Ei nodwedd yw y gall wireddu gweithrediad lleoli cywir yn hawdd.Modur asyncronaidd: Mae cerrynt eiledol yn gwneud i'r stator gynhyrchu maes magnetig cylchdroi, sy'n gwneud i'r rotor gynhyrchu cerrynt anwythol a chylchdroi o dan ei ryngweithio.Modur AC (cerrynt eiledol) Modur cydamserol: mae cerrynt eiledol yn creu maes magnetig cylchdroi, ac mae'r rotor â pholion magnetig yn cylchdroi oherwydd atyniad.Mae'r gyfradd gylchdroi wedi'i chydamseru â'r amledd pŵer.
Ar gyfredol, maes magnetig a grym Yn gyntaf oll, er mwyn hwyluso'r esboniad canlynol o egwyddor modur, gadewch i ni adolygu'r deddfau / rheolau sylfaenol ynghylch cerrynt, maes magnetig a grym.Er bod teimlad o hiraeth, mae'n hawdd anghofio'r wybodaeth hon os na fyddwch chi'n defnyddio cydrannau magnetig yn aml.
Sut mae'r modur yn cylchdroi?1) mae'r modur yn cylchdroi gyda chymorth magnetau a grym magnetig.O amgylch magnet parhaol gyda siafft gylchdroi, ① cylchdroi'r magnet (i gynhyrchu maes magnetig cylchdroi), ② yn ôl yr egwyddor bod gwahanol bolion y polyn N a'r polyn S yn denu a'r un lefel yn gwrthyrru, ③ y magnet gyda a bydd cylchdroi siafft yn cylchdroi.
Mae'r cerrynt sy'n llifo yn y wifren yn achosi maes magnetig cylchdroi (grym magnetig) o'i gwmpas, fel bod y magnet yn cylchdroi, sef yr un cyflwr gweithredu â hyn mewn gwirionedd.
Yn ogystal, pan fydd y wifren yn cael ei dirwyn i mewn i coil, mae'r grym magnetig yn cael ei syntheseiddio, gan ffurfio fflwcs maes magnetig mawr (fflwcs magnetig), gan arwain at polyn N a polyn S.Yn ogystal, trwy fewnosod y craidd haearn yn y dargludydd siâp coil, mae'r llinellau maes magnetig yn dod yn hawdd i'w pasio a gallant gynhyrchu grym magnetig cryfach.2) modur cylchdroi gwirioneddol Yma, fel dull ymarferol o gylchdroi peiriant trydan, cyflwynir y dull o weithgynhyrchu maes magnetig cylchdroi trwy ddefnyddio AC tri cham a coil.(Mae AC tri cham yn signal AC gyda chyfwng cyfnod o 120.) Rhennir y coiliau sy'n cael eu clwyfo o amgylch y craidd haearn yn dri cham, a threfnir coiliau cam-U, coiliau cyfnod V a choiliau cyfnod W bob hyn a hyn. 120. Mae'r coiliau â foltedd uchel yn cynhyrchu polion N, ac mae'r coiliau â foltedd isel yn cynhyrchu polion S.Mae pob cam yn newid yn ôl ton sin, felly bydd y polaredd (polyn N, polyn S) a gynhyrchir gan bob coil a'i faes magnetig (grym magnetig) yn newid.Ar yr adeg hon, edrychwch ar y coiliau sy'n cynhyrchu polion N, a'u newid yn nhrefn coil cam U → Coil cam V → Coil cam W → Coil cam-U, gan gylchdroi felly.Strwythur modur bach Mae'r ffigur canlynol yn dangos strwythur cyffredinol a chymhariaeth modur camu, modur DC wedi'i frwsio a modur DC di-frwsh.Mae cydrannau sylfaenol y moduron hyn yn bennaf yn coiliau, magnetau a rotorau.Yn ogystal, oherwydd gwahanol fathau, fe'u rhennir yn fath sefydlog coil a math sefydlog magnet.
Yma, mae magnet y modur DC brws wedi'i osod ar y tu allan, ac mae'r coil yn cylchdroi ar y tu mewn.Mae'r brwsh a'r cymudadur yn gyfrifol am gyflenwi pŵer i'r coil a newid y cyfeiriad presennol.Yma, mae coil y modur heb frwsh wedi'i osod ar y tu allan ac mae'r magnet yn cylchdroi ar y tu mewn.Oherwydd y gwahanol fathau o moduron, mae eu strwythurau yn wahanol hyd yn oed os yw'r cydrannau sylfaenol yr un peth.Bydd yn cael ei esbonio'n fanwl ym mhob rhan.Modur brwsh Strwythur modur brwsh Y canlynol yw ymddangosiad y modur DC wedi'i frwsio a ddefnyddir yn aml yn y model, a'r diagram sgematig ffrwydrol o'r modur dwy-polyn cyffredin (dau fagnet) tri-slot (tri coil).Efallai bod gan lawer o bobl brofiad o ddadosod y modur a thynnu'r magnet.Gellir gweld bod magnet parhaol y modur DC brwsh yn sefydlog, a gall coil y modur DC brwsio gylchdroi o amgylch y ganolfan fewnol.Gelwir yr ochr sefydlog yn “stator” a gelwir yr ochr gylchdroi yn “rotor”.
Egwyddor cylchdroi modur brwsh ① Cylchdroi gwrthglocwedd o'r cyflwr cychwynnol Mae Coil A ar y brig, gan gysylltu'r cyflenwad pŵer i'r brwsh, a gadewch i'r ochr chwith (+) a'r ochr dde fod (-).Mae cerrynt mawr yn llifo o'r brwsh chwith i'r coil A drwy'r cymudadur.Mae hwn yn strwythur lle mae rhan uchaf (tu allan) y coil A yn dod yn begwn S.Gan fod 1/2 o gerrynt coil A yn llifo o'r brwsh chwith i coil B a coil C i'r cyfeiriad arall i coil A, mae ochrau allanol coil B a coil C yn dod yn bolion N gwan (a ddangosir gan lythrennau ychydig yn llai yn y ffigur).Mae'r maes magnetig a gynhyrchir yn y coiliau hyn a gwrthyriad ac atyniad magnetau yn gwneud i'r coiliau gylchdroi'n wrthglocwedd.② cylchdro gwrthglocwedd pellach.Nesaf, rhagdybir bod y brwsh cywir mewn cysylltiad â dau gymudadur yn y cyflwr bod y coil A yn cylchdroi yn wrthglocwedd o 30 gradd.Mae cerrynt y coil A yn llifo'n barhaus o'r brwsh chwith i'r brwsh dde, ac mae ochr allanol y coil yn cadw'r polyn S.Mae'r un cerrynt â'r coil A yn llifo trwy'r coil B, ac mae tu allan y coil B yn dod yn polyn N cryfach.Gan fod brwshys yn cylched byr ar ddau ben coil C, nid oes cerrynt yn llifo ac ni chynhyrchir maes magnetig.Hyd yn oed yn yr achos hwn, bydd yn destun grym cylchdroi gwrthglocwedd.O ③ i ④, mae'r coil uchaf yn derbyn y grym sy'n symud i'r chwith yn barhaus, ac mae'r coil isaf yn derbyn y grym sy'n symud i'r dde yn barhaus, ac yn parhau i gylchdroi gwrthglocwedd.Pan fydd y coil yn cylchdroi i ③ a ④ bob 30 gradd, pan fydd y coil wedi'i leoli uwchben yr echelin lorweddol ganolog, mae ochr allanol y coil yn dod yn S polyn;Pan fydd y coil wedi'i leoli isod, mae'n dod yn polyn N, ac mae'r symudiad hwn yn cael ei ailadrodd.Mewn geiriau eraill, mae'r coil uchaf yn destun grym sy'n symud i'r chwith dro ar ôl tro, ac mae'r coil isaf yn destun grym sy'n symud i'r dde dro ar ôl tro (y ddau yn wrthglocwedd).Mae hyn yn achosi i'r rotor gylchdroi gwrthglocwedd bob amser.Os yw'r cyflenwad pŵer wedi'i gysylltu â'r brwsh chwith gyferbyn (-) a'r brwsh dde (+), bydd maes magnetig â chyfeiriadau cyferbyniol yn cael ei gynhyrchu yn y coil, felly mae cyfeiriad y grym a roddir ar y coil hefyd gyferbyn, gan droi clocwedd. .Yn ogystal, pan fydd y cyflenwad pŵer wedi'i ddatgysylltu, bydd rotor y modur brwsh yn rhoi'r gorau i gylchdroi oherwydd nad oes maes magnetig i'w gadw i gylchdroi.Modur di-frwsh ton lawn tri cham Ymddangosiad a strwythur modur di-frwsh ton lawn tri cham
Diagram strwythur mewnol a chylched cyfatebol o gysylltiad coil o modur brushless ton lawn tri cham Nesaf yw diagram sgematig y strwythur mewnol a'r diagram cylched cyfatebol o'r cysylltiad coil.Mae'r diagram strwythur mewnol yn enghraifft syml o fodur 2-polyn (2 fagnet) 3-slot (3 coil).Mae'n debyg i strwythur modur y brwsh gyda'r un nifer o bolion a slotiau, ond mae ochr y coil yn sefydlog a gall y magnet gylchdroi.Wrth gwrs, nid oes brwsh.Yn yr achos hwn, mae'r coil yn mabwysiadu dull cysylltiad Y, a defnyddir yr elfen lled-ddargludyddion i gyflenwi cerrynt i'r coil, a rheolir mewnlif ac all-lif y cerrynt yn ôl lleoliad y magnet cylchdroi.Yn yr enghraifft hon, defnyddir elfen Hall i ganfod lleoliad y magnet.Trefnir yr elfen Neuadd rhwng y coiliau, ac mae'n canfod y foltedd a gynhyrchir yn ôl cryfder y maes magnetig ac yn ei ddefnyddio fel gwybodaeth sefyllfa.Yn y ddelwedd o modur gwerthyd FDD a roddwyd yn gynharach, gellir gweld hefyd bod elfen Neuadd (uwchben y coil) rhwng y coil a'r coil i ganfod y sefyllfa.Elfen neuadd yn synhwyrydd magnetig adnabyddus.Gellir trosi maint maes magnetig i faint foltedd, a gellir cynrychioli cyfeiriad maes magnetig gan bositif a negyddol.
Egwyddor cylchdroi modur tri cham llawn-ton brushless Nesaf, bydd egwyddor cylchdroi y modur brushless yn cael ei esbonio yn ôl camau ① ~ ⑥.Er mwyn ei ddeall yn hawdd, mae'r magnet parhaol yn cael ei symleiddio o gylchlythyr i hirsgwar yma.① Yn y coil tri cham, gadewch i'r coil 1 gael ei osod i gyfeiriad 12 o'r gloch y cloc, gosodwch y coil 2 i gyfeiriad 4 o'r gloch y cloc, a gosodwch y coil 3 yn yr 8 o'r gloch cyfeiriad y cloc.Gadewch i begwn N y magnet parhaol 2-polyn fod ar y chwith a'r polyn S fod ar y dde, a gall gylchdroi.Mae cerrynt Io yn llifo i'r coil 1 i gynhyrchu maes magnetig polyn S y tu allan i'r coil.Mae'r cerrynt Io/2 yn llifo o'r coil 2 a'r coil 3 i gynhyrchu maes magnetig N-polyn y tu allan i'r coil.Pan fydd meysydd magnetig coil 2 a coil 3 yn cael eu syntheseiddio fector, mae maes magnetig polyn N yn cael ei gynhyrchu ar i lawr, sydd 0.5 gwaith maint y maes magnetig a gynhyrchir pan fydd cerrynt Io yn mynd trwy un coil, ac o'i ychwanegu at y magnetig maes coil 1, mae'n dod yn 1.5 gwaith.Bydd hyn yn cynhyrchu maes magnetig cyfansawdd gydag ongl o 90 o'i gymharu â'r magnet parhaol, felly gellir cynhyrchu'r torque uchaf ac mae'r magnet parhaol yn cylchdroi clocwedd.Pan fydd cerrynt y coil 2 yn cael ei leihau a bod cerrynt y coil 3 yn cael ei gynyddu yn ôl y sefyllfa gylchdroi, mae'r maes magnetig canlyniadol hefyd yn cylchdroi yn glocwedd, ac mae'r magnet parhaol hefyd yn parhau i gylchdroi.② Pan gaiff ei gylchdroi gan 30 gradd, mae'r cerrynt Io yn llifo i'r coil 1, fel bod y cerrynt yn y coil 2 yn sero, ac mae'r cerrynt Io yn llifo allan o'r coil 3. Mae ochr allanol y coil 1 yn dod yn bolyn S, ac mae ochr allanol y coil 3 yn dod yn bolyn N.Pan gyfunir y fectorau, mae'r maes magnetig a gynhyrchir yn √3(≈1.72) amseroedd yr hyn a gynhyrchir pan fydd y cerrynt Io yn mynd trwy coil.Bydd hyn hefyd yn cynhyrchu maes magnetig canlyniadol ar ongl o 90 mewn perthynas â maes magnetig y magnet parhaol, ac yn cylchdroi clocwedd.Pan fydd cerrynt mewnlif Io y coil 1 yn cael ei leihau yn ôl y sefyllfa gylchdroi, cynyddir cerrynt mewnlif y coil 2 o sero, a chynyddir cerrynt all-lif y coil 3 i Io, mae'r maes magnetig canlyniadol hefyd yn cylchdroi clocwedd, ac mae'r magnet parhaol yn parhau i gylchdroi.Gan dybio bod cerrynt pob cam yn sinwsoidal, y gwerth cerrynt yma yw io × sin (π 3) = io × √ 32. Trwy synthesis fector o faes magnetig, cyfanswm y maes magnetig yw (√ 32) 2 × 2 = 1.5 gwaith y maes magnetig a gynhyrchir gan coil.※.Pan fydd cerrynt pob cam yn don sin, ni waeth ble mae'r magnet parhaol wedi'i leoli, mae maint maes magnetig cyfansawdd y fector yn 1.5 gwaith o'r maes magnetig a gynhyrchir gan coil, ac mae'r maes magnetig yn ffurfio ongl 90 gradd mewn perthynas â maes magnetig y magnet parhaol.③ Yn y cyflwr o barhau i gylchdroi 30 gradd, mae cerrynt Io/2 yn llifo i coil 1, mae cerrynt Io/2 yn llifo i goil 2, ac mae cerrynt Io yn llifo allan o coil 3. Mae ochr allanol y coil 1 yn dod yn bolyn S , mae ochr allanol y coil 2 yn dod yn polyn S, ac ochr allanol y coil 3 yn dod yn polyn N.Pan gyfunir y fectorau, mae'r maes magnetig a gynhyrchir 1.5 gwaith yr hyn a gynhyrchir pan fydd y cerrynt Io yn llifo trwy coil (yr un peth â ①).Yma, bydd maes magnetig synthetig gydag ongl o 90 gradd o'i gymharu â maes magnetig y magnet parhaol hefyd yn cael ei gynhyrchu a'i gylchdroi clocwedd.④ ～ ⑥ Cylchdroi yn yr un modd â ① ~ ③.Yn y modd hwn, os yw'r cerrynt sy'n llifo i'r coil yn cael ei newid yn barhaus yn ôl lleoliad y magnet parhaol, bydd y magnet parhaol yn cylchdroi i gyfeiriad sefydlog.Yn yr un modd, os yw'r cerrynt yn llifo i'r cyfeiriad arall a bod y maes magnetig synthetig yn cael ei wrthdroi, bydd yn cylchdroi yn wrthglocwedd.Mae'r ffigur canlynol yn dangos cerrynt pob coil ym mhob cam o ① i ⑥.Trwy'r cyflwyniad uchod, dylem allu deall y berthynas rhwng newid cyfredol a chylchdroi.stepmotor Mae modur camu yn fath o fodur sy'n gallu rheoli'r ongl cylchdroi a chyflymder yn gydamserol ac yn gywir â signal pwls.Gelwir modur camu hefyd yn "modur pwls".Defnyddir modur camu yn eang yn yr offer y mae angen ei leoli oherwydd dim ond trwy reolaeth dolen agored y gall wireddu lleoliad cywir heb ddefnyddio synhwyrydd sefyllfa.Strwythur y modur camu (deubegwn dau gam) Yn yr enghreifftiau ymddangosiad, rhoddir ymddangosiad moduron camu HB (hybrid) a PM (magned parhaol).Mae'r diagram strwythur yn y canol hefyd yn dangos strwythur HB a PM.Mae modur stepper yn strwythur gyda choil sefydlog a magnet parhaol cylchdroi.Mae'r diagram cysyniadol o strwythur mewnol modur camu ar y dde yn enghraifft o fodur PM gan ddefnyddio coiliau dau gam (dau grŵp).Yn yr enghraifft strwythur sylfaenol o fodur camu, trefnir y coil ar y tu allan a threfnir y magnet parhaol ar y tu mewn.Yn ogystal â dau gam, mae yna lawer o fathau o goiliau gyda thri cham a phum cam cyfartal.Mae gan rai moduron camu strwythurau gwahanol eraill, ond er mwyn cyflwyno eu hegwyddorion gwaith, mae'r papur hwn yn rhoi strwythur sylfaenol moduron camu.Trwy'r erthygl hon, rwy'n gobeithio deall bod y modur camu yn y bôn yn mabwysiadu strwythur gosodiad coil a chylchdroi magnet parhaol.Egwyddor weithredol sylfaenol modur camu (excitation un cam) Mae'r canlynol yn defnyddio i gyflwyno egwyddor weithio sylfaenol modur camu.① Mae cerrynt yn llifo i mewn o ochr chwith y coil 1 ac allan o ochr dde'r coil 1. Peidiwch â gadael i'r cerrynt lifo trwy'r coil 2. Ar yr adeg hon, mae tu mewn y coil chwith 1 yn dod yn N, a'r tu mewn i mae'r coil dde 1 yn dod yn S.. Felly, mae'r magnet parhaol canol yn cael ei ddenu gan faes magnetig y coil 1, ac yn stopio yn nhalaith yr ochr chwith S a'r ochr dde N.. ② Stopiwch y cerrynt yn coil 1, fel bod y cerrynt yn llifo i mewn o ochr uchaf coil 2 ac yn llifo allan o ochr isaf coil 2. Mae ochr fewnol y coil uchaf 2 yn dod yn N ac ochr fewnol y coil isaf 2 yn dod yn S.. Y magnet parhaol yn cael ei ddenu gan ei faes magnetig ac yn stopio cylchdroi 90 clocwedd.③ Stopiwch y cerrynt yn coil 2, fel bod y cerrynt yn llifo i mewn o ochr dde coil 1 ac yn llifo allan o ochr chwith coil 1. Mae tu mewn y coil chwith 1 yn dod yn S, a thu mewn y coil dde 1 yn dod yn N.. Mae'r magnet parhaol yn cael ei ddenu gan ei faes magnetig, ac yn cylchdroi clocwedd am 90 gradd arall i stopio.④ Stopiwch y cerrynt yn y coil 1, fel bod y cerrynt yn llifo i mewn o ochr isaf y coil 2 ac yn llifo allan o ochr uchaf y coil 2. Mae tu mewn y coil uchaf 2 yn dod yn S, a thu mewn y coil coil isaf 2 yn dod yn N.. Mae'r magnet parhaol yn cael ei ddenu gan ei faes magnetig, ac yn cylchdroi clocwedd am 90 gradd arall i stopio.Gellir cylchdroi'r modur camu trwy newid y cerrynt sy'n llifo drwy'r coil yn y drefn uchod o ① i ④ drwy'r cylched electronig.Yn yr enghraifft hon, bydd pob gweithred switsh yn cylchdroi'r modur camu gan 90. Yn ogystal, pan fydd y cerrynt yn llifo'n barhaus trwy coil penodol, gall gadw'r cyflwr stopio a gwneud i'r modur camu gael y trorym dal.Gyda llaw, os yw'r cerrynt sy'n llifo trwy'r coil yn cael ei wrthdroi, gellir cylchdroi'r modur stepper i'r cyfeiriad arall.
