Mi a váltakozó áramú szervomotor mágneses áramköre?

Az AC szervomotor kulcsfontosságú eleme számos modern ipari és automatizálási rendszernek, amely nagy pontosságáról, gyors reagálásáról és kiváló irányíthatóságáról ismert. Működésének középpontjában a mágneses áramkör áll, amely döntő szerepet játszik az elektromos energia mechanikai energiává alakításában. Ebben a blogban AC szervomotor beszállítóként elmélyedek a váltakozó áramú szervomotorok mágneses áramkörének fogalmában, alkatrészeiben és a motor teljesítményében betöltött jelentőségében.

A mágneses áramkör alapjainak megértése

A mágneses áramkör az elektromos áramkör analógiájaként fogható fel. Ahogy az elektromos áramkör utat biztosít az elektromos áram áramlásához, a mágneses áramkör utat biztosít a mágneses fluxus áramlásához. A Φ szimbólummal jelölt mágneses fluxus az adott területen áthaladó teljes mágneses tér mértéke. A mágneses áramkör olyan mágneses anyagokból áll, amelyek nagy permeabilitással rendelkeznek, ami lehetővé teszi, hogy a mágneses fluxus könnyen átfolyjon rajtuk.

Az AC szervomotorokban a mágneses áramkör felelős a mágneses mező létrehozásáért, amely kölcsönhatásba lép a motor tekercseiben lévő elektromos árammal, és nyomatékot állít elő. A mágneses tér és az áram közötti kölcsönhatást a Lorentz erőtörvény szabályozza, amely kimondja, hogy a mágneses térben mozgó töltött részecske a mágneses tér irányára és a részecske mozgási irányára merőleges erőt fejt ki.

A váltóáramú szervomotor mágneses áramkörének összetevői

Az AC szervomotorok mágneses áramköre általában a következő fő alkatrészekből áll:

Állórész mag

Az állórész a motor álló része. Általában laminált szilikon acéllemezekből készül, hogy csökkentse az örvényáram-veszteséget. Az állórészmag belső felületén rések vannak, ahol az állórész tekercselései vannak elhelyezve. Ezek a tekercsek váltóáramú áramforráshoz vannak kötve, és amikor váltakozó áram folyik rajtuk, forgó mágneses teret generálnak. Az állórészmag laminált szerkezete segít minimalizálni az örvényáramok miatti teljesítményveszteségeket, amelyeket a változó mágneses tér indukál a magban.

Rotor mag

A forgórész a motor forgó része. Az állórészmaghoz hasonlóan a forgórészmag is laminált szilikon acéllemezekből készül. A váltakozó áramú szervomotorokban két fő rotortípust használnak: a mókus-kalitkás rotort és az állandó mágneses rotort.

• Mókus - Cage Rotor: A mókus-kalitkás rotorban a vezetők mindkét végén rövidre vannak zárva véggyűrűkkel, így egy ketrecszerű szerkezet alakul ki. Amikor az állórész forgó mágneses tere átvágja a forgórész vezetőit, a vezetőkben elektromotoros erő (EMF) indukálódik a Faraday-féle elektromágneses indukciós törvénynek megfelelően. Ez az indukált EMF áramot hoz létre a vezetőkben, és ennek az áramnak és az állórész mágneses mezejének kölcsönhatása hozza létre azt a nyomatékot, amely a forgórészt forog.
• Állandó - Mágneses forgórész: Az állandó mágneses rotor állandó mágneseket használ rögzített mágneses mező létrehozására. A mágneseket általában a rotormag külső felületére szerelik fel. Az állandó mágneses rotor előnye, hogy erősebb mágneses teret tud biztosítani a mókuskalitkás rotorhoz képest, ami nagyobb nyomatékot és hatékonyságot eredményez.

Légrés

A légrés az állórész és a forgórész közötti tér. A mágneses áramkör kritikus része, mert befolyásolja az áramkör mágneses reluktanciáját. A reluktancia a mágneses fluxus áramlásának ellenállása, hasonlóan az elektromos áramkör ellenállásához. A kisebb légrés csökkenti a mágneses áramkör reluktanciáját, több mágneses fluxust enged át, és növeli a motor hatásfokát. A légrést azonban gondosan meg kell tervezni, hogy működés közben ne legyen mechanikus érintkezés az állórész és a forgórész között.

A mágneses áramkör működési elve AC szervomotorban

Ha egy váltakozó áramú szervomotor állórész tekercsére váltakozó feszültséget kapcsolunk, váltakozó áram folyik át a tekercseken. Ez az áram mágneses mezőt hoz létre a tekercsek körül. A mágneses tér iránya és nagysága a váltakozó áramú tápfeszültség frekvenciájának megfelelően váltakozik.

Az állórész által generált forgó mágneses tér átvágja a forgórész vezetőit. Mókuskalitkás forgórész esetén a forgórész vezetőiben indukált áram keletkezik. Az indukált áram és az állórész mágneses tere közötti kölcsönhatás olyan nyomatékot hoz létre, amely a forgórész forgását okozza. Az állandó mágneses forgórészben az állórész forgó mágneses tere kölcsönhatásba lép a forgórészen lévő állandó mágnesek rögzített mágneses mezőjével, ami olyan nyomatékot eredményez, amely arra készteti a forgórészt, hogy kövesse az állórész mágneses mezőjének forgását.

Az állórészben a forgó mágneses tér sebességét a váltakozó áramú tápfeszültség frekvenciája és a motor pólusainak száma határozza meg. A szinkron sebesség (n_s) (a forgó mágneses tér sebessége), a váltakozó áramú táp frekvenciája (f) és a pólusok száma (p) közötti összefüggést a következő képlet adja meg:

[n_s=\frac{120f}{p}]

A forgórész tényleges fordulatszáma egy váltakozó áramú szervomotorban valamivel kisebb, mint a mókuskalitkás rotor szinkronsebessége. Ezt a sebességkülönbséget csúszásnak nevezzük. Az állandó mágneses forgórészben a rotor normál üzemi körülmények között ugyanolyan sebességgel forog, mint az állórész forgó mágneses tere.

A mágneses áramkör jelentősége az AC szervomotor teljesítményében

A mágneses áramkör kialakítása és teljesítménye jelentős hatással van az AC szervomotorok általános teljesítményére. Íme néhány kulcsfontosságú szempont:

Nyomaték termelés

A mágneses áramkör közvetlenül felelős a motort meghajtó nyomaték létrehozásáért. Egy jól megtervezett mágneses áramkör erős mágneses térrel és alacsony reluktanciával nagyobb nyomatékot eredményezhet. Ez döntő fontosságú olyan alkalmazásoknál, amelyek nagy nyomatékú működést igényelnek, mint például a robotkarok és szerszámgépek.

Hatékonyság

Az AC szervomotor hatásfoka szorosan összefügg a mágneses áramkörrel. A mágneses reluktancia minimalizálásával és a mágneses anyagok veszteségeinek csökkentésével a motor hatékonyabban tudja az elektromos energiát mechanikai energiává alakítani. Például a kiváló minőségű laminált szilikon acéllemezek használata az állórész- és a forgórészmagban segít csökkenteni az örvényáram-veszteséget, ami viszont javítja a motor hatásfokát.

Sebességszabályozás

A mágneses áramkör a motor fordulatszám-szabályozási képességeit is befolyásolja. Egy AC szervomotorban a fordulatszám a váltakozó áramú táp frekvenciájának és feszültségének beállításával szabályozható. Az állórész tekercseinek által generált mágneses térnek gyorsan reagálnia kell ezekre a változásokra a pontos fordulatszám-szabályozás elérése érdekében. A jól megtervezett mágneses áramkör biztosítja, hogy a motor pontosan tudja követni a fordulatszám-parancsokat.

AC szervomotor kínálatunk

Váltakozó áramú szervomotorok beszállítójaként kiváló minőségű váltakozó áramú szervomotorok széles választékát kínáljuk ügyfeleink változatos igényeinek kielégítésére. A nagy sebességű működést igénylő alkalmazásokhoz ajánljuk a miNagy sebességű szervomotor. Ezt a motort úgy tervezték, hogy kiváló teljesítményt nyújtson nagy fordulatszámon, így alkalmas olyan alkalmazásokhoz, mint például a CNC gépek orsóhajtása.

Ha meghatározott teljesítményű és feszültségű motorra van szüksége, akkor a mi7.5KW 380V AC szervomotorideális választás. Jó egyensúlyt kínál a teljesítmény és a hatékonyság között, és különféle ipari alkalmazásokban használható, beleértve a szállítószalagokat és a szivattyúkat.

Olyan alkalmazásokhoz, amelyek meghatározott fordulatszámú motort igényelnek, a mi3000 RPM szervo motorstabil és megbízható megoldást kínál. Úgy tervezték, hogy állandó, 3000 ford./perc fordulatszámon működjön, így alkalmas olyan alkalmazásokhoz, mint a ventilátorok és fúvók.

Következtetés

A mágneses áramkör az AC szervomotorok alapvető része, és a komponenseinek és működési elvének megértése elengedhetetlen a motor teljesítményének optimalizálásához. AC szervomotorok szállítójaként elkötelezettek vagyunk amellett, hogy ügyfeleinknek kiváló minőségű motorokat biztosítsunk, amelyeket fejlett mágneses áramköri technológiával terveztek. Ha felkeltette érdeklődését termékeink, vagy kérdése van a váltóáramú szervomotorokkal kapcsolatban, kérjük, forduljon hozzánk bizalommal beszerzési és további megbeszélések miatt. Bízunk benne, hogy együtt dolgozhatunk Önnel, hogy megfeleljünk speciális motorigényeinek.

Hivatkozások

• Fitzgerald, AE, Kingsley, C. és Umans, SD (2003). Elektromos gépek. McGraw – Hill.
• Chapman, SJ (2012). Elektromos gépek alapjai. McGraw – Hill.