Hampir separuh daripada penggunaan kuasa dunia digunakan oleh motor, jadi kecekapan tinggi motor dipanggil langkah paling berkesan untuk menyelesaikan masalah tenaga dunia.
Secara umumnya, ia merujuk kepada perubahan daya yang dijana oleh arus yang mengalir dalam medan magnet kepada tindakan berputar, dan dalam erti kata yang luas, ia juga termasuk tindakan linear.Mengikut jenis bekalan kuasa yang didorong oleh motor, ia boleh dibahagikan kepada motor DC dan motor AC.Mengikut prinsip putaran motor, ia boleh dibahagikan secara kasar kepada kategori berikut.(kecuali motor khas)
Motor AC AC Motor berus: Motor berus yang digunakan secara meluas biasanya dipanggil motor DC.Elektrod yang dipanggil "berus" (bahagian pemegun) dan "commutator" (sebelah angker) disentuh secara berurutan untuk menukar arus, dengan itu melakukan tindakan berputar.Motor DC tanpa berus: Ia tidak memerlukan berus dan komutator, tetapi menggunakan fungsi pensuisan seperti transistor untuk menukar arus dan melakukan putaran.Motor stepper: Motor ini berfungsi serentak dengan kuasa nadi, jadi ia juga dipanggil motor nadi.Cirinya ialah ia boleh dengan mudah merealisasikan operasi penentududukan yang tepat.Motor tak segerak: Arus ulang alik menjadikan stator menghasilkan medan magnet berputar, yang menjadikan pemutar menghasilkan arus teraruh dan berputar di bawah interaksinya.Motor AC (arus ulang alik) Motor segerak: arus ulang alik mencipta medan magnet berputar, dan pemutar dengan kutub magnet berputar kerana tarikan.Kadar putaran disegerakkan dengan frekuensi kuasa.
Mengenai arus, medan magnet dan daya Pertama sekali, untuk memudahkan penjelasan berikut tentang prinsip motor, mari kita semak undang-undang/peraturan asas tentang arus, medan magnet dan daya.Walaupun ada rasa nostalgia, ilmu ini mudah dilupakan jika tidak kerap menggunakan komponen magnet.
Bagaimanakah motor berputar?1) motor berputar dengan bantuan magnet dan daya magnet.Di sekeliling magnet kekal dengan aci berputar, ① putar magnet (untuk menjana medan magnet berputar), ② mengikut prinsip bahawa kutub yang berbeza dari kutub N dan kutub S menarik dan menolak tahap yang sama, ③ magnet dengan aci berputar akan berputar.
Arus yang mengalir dalam wayar menyebabkan medan magnet berputar (daya magnet) di sekelilingnya, sehingga magnet berputar, yang sebenarnya adalah keadaan tindakan yang sama seperti ini.
Di samping itu, apabila wayar digulung ke dalam gegelung, daya magnet disintesis, membentuk fluks medan magnet yang besar (fluks magnet), menghasilkan kutub-N dan kutub-S.Selain itu, dengan memasukkan teras besi ke dalam konduktor berbentuk gegelung, garisan medan magnet menjadi mudah dilalui dan boleh menghasilkan daya magnet yang lebih kuat.2) Motor berputar sebenar Di sini, sebagai kaedah praktikal mesin elektrik berputar, kaedah pembuatan medan magnet berputar dengan menggunakan AC dan gegelung tiga fasa diperkenalkan.(AC tiga fasa ialah isyarat AC dengan selang fasa 120.) Gegelung yang dililit di sekeliling teras besi dibahagikan kepada tiga fasa, dan gegelung fasa U, gegelung fasa V dan gegelung fasa W disusun pada selang 120. Gegelung dengan voltan tinggi menghasilkan kutub N, dan gegelung dengan voltan rendah menghasilkan kutub S.Setiap fasa berubah mengikut gelombang sinus, jadi kekutuban (kutub N, kutub S) yang dihasilkan oleh setiap gegelung dan medan magnetnya (daya magnet) akan berubah.Pada masa ini, lihat sahaja gegelung yang menghasilkan kutub N, dan ubahnya mengikut urutan gegelung fasa-U →Gegelung fasa-V →Gegelung fasa-W →Gegelung fasa-U, dengan itu berputar.Struktur motor kecil Rajah berikut menunjukkan struktur umum dan perbandingan motor melangkah, motor DC berus dan motor DC tanpa berus.Komponen asas motor ini terutamanya gegelung, magnet dan rotor.Di samping itu, disebabkan oleh jenis yang berbeza, mereka dibahagikan kepada jenis tetap gegelung dan jenis tetap magnet.
Di sini, magnet motor DC berus dipasang di luar, dan gegelung berputar di dalam.Berus dan komutator bertanggungjawab membekalkan kuasa kepada gegelung dan menukar arah semasa.Di sini, gegelung motor tanpa berus dipasang di luar dan magnet berputar di dalam.Oleh kerana jenis motor yang berbeza, strukturnya berbeza walaupun komponen asasnya sama.Ia akan diterangkan secara terperinci dalam setiap bahagian.Motor berus Struktur motor berus Berikut ialah rupa motor DC berus yang sering digunakan dalam model, dan gambar rajah skematik motor dua kutub (dua magnet) tiga slot (tiga gegelung) biasa.Mungkin ramai yang mempunyai pengalaman membuka motor dan mengeluarkan magnet.Ia boleh dilihat bahawa magnet kekal motor DC berus adalah tetap, dan gegelung motor DC berus boleh berputar di sekitar pusat dalam.Bahagian tetap dipanggil "pemegun" dan bahagian berputar dipanggil "pemutar".
Prinsip putaran motor berus ① Putar lawan jam daripada keadaan awal Gegelung A berada di bahagian atas, menyambungkan bekalan kuasa ke berus, dan biarkan bahagian kiri (+) dan bahagian kanan (-).Arus besar mengalir dari berus kiri ke gegelung A melalui komutator.Ini adalah struktur di mana bahagian atas (luar) gegelung A menjadi kutub S.Oleh kerana 1/2 daripada arus gegelung A mengalir dari berus kiri ke gegelung B dan gegelung C ke arah yang bertentangan dengan gegelung A, bahagian luar gegelung B dan gegelung C menjadi lemah N kutub (ditunjukkan oleh huruf yang lebih kecil sedikit dalam angka).Medan magnet yang dijana dalam gegelung ini dan tolakan serta tarikan magnet membuatkan gegelung berputar mengikut lawan jam.② putaran lawan jam selanjutnya.Seterusnya, diandaikan bahawa berus kanan bersentuhan dengan dua komutator dalam keadaan gegelung A berputar melawan arah jam sebanyak 30 darjah.Arus gegelung A terus mengalir dari berus kiri ke berus kanan, dan bahagian luar gegelung mengekalkan kutub S.Arus yang sama seperti gegelung A mengalir melalui gegelung B, dan bahagian luar gegelung B menjadi kutub-N yang lebih kuat.Oleh kerana kedua-dua hujung gegelung C dihubung pintas oleh berus, tiada arus mengalir dan tiada medan magnet terhasil.Walaupun dalam kes ini, ia akan tertakluk kepada daya putaran lawan jam.Dari ③ hingga ④, gegelung atas secara berterusan menerima daya yang bergerak ke kiri, dan gegelung bawah secara berterusan menerima daya yang bergerak ke kanan, dan terus berputar mengikut lawan jam.Apabila gegelung berputar ke ③ dan ④ setiap 30 darjah, apabila gegelung terletak di atas paksi mendatar tengah, bahagian luar gegelung menjadi kutub S;Apabila gegelung terletak di bawah, ia menjadi kutub N, dan pergerakan ini diulang.Dalam erti kata lain, gegelung atas berulang kali tertakluk kepada daya yang bergerak ke kiri, dan gegelung bawah berulang kali tertakluk kepada daya yang bergerak ke kanan (kedua-duanya melawan arah jam).Ini menyebabkan pemutar sentiasa berputar mengikut arah jam.Jika bekalan kuasa disambungkan ke berus kiri bertentangan (-) dan berus kanan (+), medan magnet dengan arah bertentangan akan dijana dalam gegelung, jadi arah daya yang dikenakan pada gegelung juga bertentangan, berputar mengikut arah jam .Di samping itu, apabila bekalan kuasa diputuskan, pemutar motor berus akan berhenti berputar kerana tiada medan magnet untuk memastikan ia berputar.Motor tanpa berus gelombang penuh tiga fasa Rupa dan struktur motor tanpa berus gelombang penuh tiga fasa
Gambar rajah struktur dalaman dan litar setara sambungan gegelung motor tanpa berus gelombang penuh tiga fasa Seterusnya ialah gambar rajah skema struktur dalaman dan gambar rajah litar setara sambungan gegelung.Gambar rajah struktur dalaman ialah contoh mudah motor 2 kutub (2 magnet) 3 slot (3 gegelung).Ia serupa dengan struktur motor berus dengan bilangan kutub dan slot yang sama, tetapi bahagian gegelung tetap dan magnet boleh berputar.Sudah tentu, tidak ada berus.Dalam kes ini, gegelung menggunakan kaedah sambungan Y, dan elemen semikonduktor digunakan untuk membekalkan arus ke gegelung, dan aliran masuk dan keluar arus dikawal mengikut kedudukan magnet berputar.Dalam contoh ini, elemen Hall digunakan untuk mengesan kedudukan magnet.Elemen Hall disusun di antara gegelung, dan mengesan voltan yang dijana mengikut kekuatan medan magnet dan menggunakannya sebagai maklumat kedudukan.Dalam imej motor gelendong FDD yang diberikan sebelum ini, juga dapat dilihat terdapat elemen Hall (di atas gegelung) di antara gegelung dan gegelung untuk mengesan kedudukan.Elemen dewan ialah penderia magnet yang terkenal.Magnitud medan magnet boleh ditukar kepada magnitud voltan, dan arah medan magnet boleh diwakili oleh positif dan negatif.
Prinsip putaran motor tanpa berus gelombang penuh tiga fasa Seterusnya, prinsip putaran motor tanpa berus akan diterangkan mengikut langkah ① ~ ⑥.Untuk pemahaman yang mudah, magnet kekal dipermudahkan daripada bulat ke segi empat tepat di sini.① Dalam gegelung tiga fasa, biarkan gegelung 1 dibetulkan pada arah jam 12, gegelung 2 dibetulkan pada arah jam 4, dan gegelung 3 dibetulkan dalam 8 arah jam.Biarkan kutub N magnet kekal 2 kutub berada di sebelah kiri dan kutub S berada di sebelah kanan, dan ia boleh berputar.Arus Io mengalir ke dalam gegelung 1 untuk menghasilkan medan magnet kutub-S di luar gegelung.Arus Io/2 mengalir dari gegelung 2 dan gegelung 3 untuk menghasilkan medan magnet kutub-N di luar gegelung.Apabila medan magnet gegelung 2 dan gegelung 3 disintesis vektor, medan magnet kutub N dijana ke bawah, iaitu 0.5 kali ganda saiz medan magnet yang dihasilkan apabila arus Io melalui satu gegelung, dan apabila ditambah pada magnet. medan gegelung 1, ia menjadi 1.5 kali.Ini akan menghasilkan medan magnet komposit dengan sudut 90 berbanding dengan magnet kekal, jadi tork maksimum boleh dijana dan magnet kekal berputar mengikut arah jam.Apabila arus gegelung 2 dikurangkan dan arus gegelung 3 dinaikkan mengikut kedudukan putaran, medan magnet yang terhasil juga berputar mengikut arah jam, dan magnet kekal juga terus berputar.② Apabila diputar sebanyak 30 darjah, arus Io mengalir ke dalam gegelung 1, supaya arus dalam gegelung 2 adalah sifar, dan arus Io mengalir keluar dari gegelung 3. Bahagian luar gegelung 1 menjadi kutub S, dan bahagian luar gegelung 3 menjadi kutub N.Apabila vektor digabungkan, medan magnet yang dijana ialah √3(≈1.72) kali yang dijana apabila Io semasa melalui gegelung.Ini juga akan menghasilkan medan magnet terhasil pada sudut 90 berkenaan dengan medan magnet magnet kekal, dan berputar mengikut arah jam.Apabila arus masuk Io gegelung 1 dikurangkan mengikut kedudukan putaran, arus aliran masuk gegelung 2 meningkat daripada sifar, dan arus keluar gegelung 3 dinaikkan kepada Io, medan magnet yang terhasil juga berputar mengikut arah jam, dan magnet kekal terus berputar.Dengan mengandaikan bahawa setiap arus fasa adalah sinusoidal, nilai arus di sini ialah io× sin (π 3) = io× √ 32. Melalui sintesis vektor medan magnet, jumlah medan magnet ialah (√ 32) 2× 2 = 1.5 kali daripada medan magnet yang dihasilkan oleh gegelung.※.Apabila setiap arus fasa adalah gelombang sinus, tidak kira di mana magnet kekal berada, magnitud medan magnet komposit vektor ialah 1.5 kali daripada medan magnet yang dihasilkan oleh gegelung, dan medan magnet membentuk sudut 90 darjah berkenaan dengan medan magnet magnet kekal.③ Dalam keadaan terus berputar sebanyak 30 darjah, arus Io/2 mengalir ke gegelung 1, arus Io/2 mengalir ke gegelung 2, dan arus Io mengalir keluar dari gegelung 3. Bahagian luar gegelung 1 menjadi kutub S , bahagian luar gegelung 2 menjadi kutub S, dan bahagian luar gegelung 3 menjadi kutub N.Apabila vektor digabungkan, medan magnet yang dihasilkan adalah 1.5 kali ganda yang dihasilkan apabila arus Io mengalir melalui gegelung (sama seperti ①).Di sini, medan magnet sintetik dengan sudut 90 darjah berbanding dengan medan magnet magnet kekal juga akan dijana dan diputar mengikut arah jam.④～⑥ Putar dengan cara yang sama seperti ① ~ ③.Dengan cara ini, jika arus yang mengalir ke dalam gegelung terus ditukar mengikut kedudukan magnet kekal, magnet kekal akan berputar dalam arah yang tetap.Begitu juga, jika arus mengalir ke arah yang bertentangan dan medan magnet sintetik diterbalikkan, ia akan berputar mengikut lawan jam.Rajah berikut menunjukkan arus setiap gegelung dalam setiap langkah dari ① hingga ⑥.Melalui pengenalan di atas, kita seharusnya dapat memahami hubungan antara perubahan semasa dan putaran.stepmotor Motor stepping ialah sejenis motor yang boleh mengawal sudut putaran dan kelajuan secara serentak dan tepat dengan isyarat nadi.Motor melangkah juga dipanggil "motor nadi".Motor stepping digunakan secara meluas dalam peralatan yang memerlukan penentududukan kerana ia boleh merealisasikan kedudukan yang tepat hanya melalui kawalan gelung terbuka tanpa menggunakan sensor kedudukan.Struktur motor pijak (bipolar dua fasa) Dalam contoh rupa, rupa motor pijak HB (hibrid) dan PM (magnet kekal) diberikan.Rajah struktur di tengah juga menunjukkan struktur HB dan PM.Motor stepper ialah struktur dengan gegelung tetap dan magnet kekal berputar.Gambar rajah konsep struktur dalaman motor pijak di sebelah kanan adalah contoh motor PM menggunakan gegelung dua fasa (dua kumpulan).Dalam contoh struktur asas motor melangkah, gegelung disusun di bahagian luar dan magnet kekal disusun di bahagian dalam.Sebagai tambahan kepada dua fasa, terdapat banyak jenis gegelung dengan tiga fasa dan lima fasa yang sama.Sesetengah motor loncatan mempunyai struktur lain yang berbeza, tetapi untuk memperkenalkan prinsip kerja mereka, kertas ini memberikan struktur asas motor loncatan.Melalui artikel ini, saya berharap dapat memahami bahawa motor melangkah pada asasnya mengamalkan struktur penetapan gegelung dan putaran magnet kekal.Prinsip kerja asas motor loncatan (pengujaan fasa tunggal) Penggunaan berikut untuk memperkenalkan prinsip kerja asas motor loncatan.① Arus mengalir masuk dari sebelah kiri gegelung 1 dan keluar dari sebelah kanan gegelung 1. Jangan biarkan arus mengalir melalui gegelung 2. Pada masa ini, bahagian dalam gegelung kiri 1 menjadi N, dan bahagian dalam gegelung gegelung kanan 1 menjadi S.. Oleh itu, magnet kekal tengah tertarik oleh medan magnet gegelung 1, dan berhenti dalam keadaan sebelah kiri S dan sebelah kanan N.. ② Hentikan arus dalam gegelung 1, supaya arus mengalir masuk dari bahagian atas gegelung 2 dan mengalir keluar dari bahagian bawah gegelung 2. Bahagian dalam gegelung atas 2 menjadi N dan bahagian dalam gegelung bawah 2 menjadi S.. Magnet kekal tertarik oleh medan magnetnya dan berhenti berputar 90 mengikut arah jam.③ Hentikan arus dalam gegelung 2, supaya arus mengalir masuk dari sebelah kanan gegelung 1 dan mengalir keluar dari sebelah kiri gegelung 1. Bahagian dalam gegelung kiri 1 menjadi S, dan bahagian dalam gegelung kanan 1 menjadi N.. Magnet kekal tertarik oleh medan magnetnya, dan berputar mengikut arah jam untuk 90 darjah lagi untuk berhenti.④ Hentikan arus dalam gegelung 1, supaya arus mengalir masuk dari bahagian bawah gegelung 2 dan mengalir keluar dari bahagian atas gegelung 2. Bahagian dalam gegelung atas 2 menjadi S, dan bahagian dalam gegelung gegelung bawah 2 menjadi N.. Magnet kekal tertarik oleh medan magnetnya, dan berputar mengikut arah jam untuk 90 darjah lagi untuk berhenti.Motor loncatan boleh diputar dengan menukar arus yang mengalir melalui gegelung mengikut susunan di atas dari ① ke ④ melalui litar elektronik.Dalam contoh ini, setiap tindakan suis akan memutarkan motor loncatan sebanyak 90. Selain itu, apabila arus terus mengalir melalui gegelung tertentu, ia boleh mengekalkan keadaan henti dan menjadikan motor loncatan mempunyai tork pegangan.Dengan cara ini, jika arus yang mengalir melalui gegelung diterbalikkan, motor stepper boleh diputar ke arah yang bertentangan.
