Вентильные преобразователи постоянного тока

Принцип работы частотного преобразователя

Электронный преобразователь состоит из нескольких основных компонентов: выпрямителя, фильтра, микропроцессора и инвертора.

Выпрямитель имеет связку из диодов или тиристоров, которые выпрямляют исходный ток на входе в преобразователь. Диодные ПЧ характеризуются полным отсутствием пульсаций, являются недорогими, но при этом надежными приборами. Преобразователи на основе тиристоров создают возможность для протекания тока в обоих направлениях и позволяют возвращать электрическую энергию в сеть при торможении двигателя.

Фильтр используется в тиристорных устройствах для снижения или исключения пульсаций напряжения. Сглаживание производится с помощью ёмкостных или индуктивно-ёмкостных фильтров.

Микропроцессор – является управляющим и анализирующим звеном преобразователя. Он принимает и обрабатывает сигналы с датчиков, что позволяет регулировать выходной сигнал с преобразователя частоты встроенным ПИД-регулятором. Также данный компонент системы записывает и хранит данные о событиях, регистрирует и защищает аппарат от перегрузок, короткого замыкания, анализирует режим работы и отключает устройство при аварийной работе.

Инвертор напряжения и тока используется для управления электрическими машинами, то есть для плавного регулирования частоты тока. Такое устройство выдает на выходе «чистый синус», что позволяет использовать его во многих сферах промышленности.

Смотрите это видео на YouTube

Принцип работы электронного частотного преобразователя (инвертора) заключается в следующих этапах работы:

  1. Входной синусоидальный переменный однофазный или трехфазный ток выпрямляется диодным мостом или тиристорами;
  2. При помощи специальных фильтров (конденсаторов) происходит фильтрация сигнала для снижения или исключения пульсаций напряжения;
  3. Напряжение преобразуется в трехфазную волну с определенными параметрами с помощью микросхемы и транзисторного моста;
  4. На выходе из инвертора прямоугольные импульсы преобразовываются в синусоидальное напряжение с заданными параметрами.

Устройство вентильных сварочных генераторов

Электрическими вентилями называют приборы, обладающие свойством односторонней проводимости электрического тока. К ним относятся диоды и тиристоры, которые применяют для выпрямления переменного электрического тока, вырабатываемого в вентильных сварочных генераторах (ВСГ). Промышленность выпускает ВСГ на базе трехфазной индукторной электрической машины (рис. 5.4). На валу закреплена массивная стальная втулка, в которую запрессованы два пакета ротора 3 и 4. В стальную станину также запрессованы два пакета статора 5 и 7; все пакеты статора и ротора состоят из тонколистовой электромагнитной стали. Силовая торообразная обмотка якоря уложена в пазы пакетов статора и является общей для обоих пакетов. Обмотка возбуждения размещена между стальными пакетами ротора и жестко прикреплена к станине. На каждом стальном пакете ротора имеются зубцы, причем зубцы одного пакета сдвинуты по окружности относительно зубцов другого пакета на 180°.

Вентильные преобразователи постоянного тока

Рис. 5.4. Электромагнитная схема ВСГ 1 — вал; 2 — втулка; 3, 4 — роторы; 5, 7 —статоры; 6 — станина; 8 — якорь; 9 — обмотка возбуждения.

ВСГ не имеет обмоток, расположенных на роторе, обмотка якоря и обмотка возбуждения закреплены на статоре, поэтому они при работе генератора неподвижны, и снятие производится с зажимов якоря. Эго создает большую надежность работы генератора.

Вал генератора соединен с электродвигателем, после запуска которого начинает вращаться ротор генератора. При вращении вала в зубцах ротора образуется пульсирующий магнитный поток и в обмотке якоря ЭДС, которая усиливается путем ее передачи, через трансформатор TV (рис. 5.5) и выпрямляющие диоды УД1, УДЗ, УД2 на обмотку возбуждения ОВ. В результате создается переменный трехфазный ток, выпрямляемый выпрямительным мостом УД и регулируемый реостатом R. Крутопадающая внешняя характеристика образуется за счет внутреннего индуктивного сопротивления генератора.

Рис. 5.5. Принципиальная электрическая схема ВСГ

ВСГ имеет хорошие сварочные свойства при частоте тока якоря 150—400 Гц и хорошие динамические показатели, вследствие чего обеспечивает высокую стабильность процесса сварки.

Источник

Как устроен прибор

Для преобразования одного уровня напряжения в иное часто используют импульсные преобразователи напряжения с применением индуктивных накопителей энергии. Согласно этому известно три типа схем преобразователей:

  • Инвертирующие.
  • Повышающие.
  • Понижающие.

Общими для указанных видов преобразователей являются пять элементов:

  • Ключевой коммутирующий элемент.
  • Источник питания.
  • Индуктивный накопитель энергии (дроссель, катушка индуктивности).
  • Конденсатор фильтра, который включен параллельно сопротивлению нагрузки.
  • Блокировочный диод.

Включение указанных пяти элементов в разных сочетаниях дает возможность создать любой из перечисленных типов импульсных преобразователей.

Схема простого инвертора напряжения.

Регулирование уровня выходящего напряжения преобразователя обеспечивается изменением ширины импульсов, которые управляют работой ключевого коммутирующего элемента. Стабилизация выходного напряжения создается методом обратной связи: изменение выходного напряжения создает автоматическое изменение ширины импульсов.

Типичным представителем преобразователя напряжения также является трансформатор. Он преобразует переменное напряжение одного значения в переменное напряжение другого значения. Данное свойство трансформатора широко применяется в радиоэлектронике и электротехнике.

Таблица – Основные характеристики преобразователя напряжения.

Свойства двигателя

Такие устройства обладают высокой динамикой, большой перегрузочной способностью и точным позиционированием. Благодаря тому что в них отсутствуют движущие части, их использование возможно во взрывоопасной агрессивной среде. Такие моторы также называют и бесколлекторными, их основным преимуществом, по сравнению с коллекторными, является скорость, которая зависит от напряжения питания нагружающего момента. Также еще одним немаловажным свойством считается отсутствие истираемых и трущихся элементов, которые переключают контакты, благодаря чему вырастает ресурс пользования аппаратом.

Конструкция и принцип работы

Конструктивно вентильный агрегат представляет собой разновидность синхронного двигателя.

В его состав входят:

  • Ротор, как правило, из магнитного материала, реагирующий на воздействие электромагнитного поля.
  • Статор, включающий в себя фазы обмоток, намотанные в катушки станину и диэлектрическую прокладку.
  • Измерительные датчики (чаще всего Холла), позволяющие определить положение вращения вала.
  • Микропроцессорный блок, формирующий импульсы, их форму, задающие частоту вращения ротора, сравнивающий показания датчиков и подаваемого переменного тока на фазные обмотки.

Пример конструкции вентильного двигателя приведен на рисунке ниже:

Вентильные преобразователи постоянного тока

Принцип работы вентильного двигателя заключается в четком позиционировании постоянных магнитов на роторе по отношению к формируемому пику электромагнитного импульса на фазных электрических обмотках. При движении магнитов датчики воспринимают информацию об их положении в пространстве и меняют пропускную способность реактивных вентильных преобразователей, что позволяет валу вращаться дальше. Таким образом, управление вращением осуществляется без использования скользящего контакта, поэтому данная категория электрических машин относится к категории бесколлекторных электродвигателей.

Статор

Конструктивно статор мало чем отличается от классических моделей синхронных и асинхронных двигателей. Это металлический цельнолитой или наборной магнитопровод, в пазах которого укладываются фазные провода. Количество обмоток якоря определяется числом подключаемых фаз и периодичностью их чередования. Чем чаще уложены обмотки статора, тем точнее контролируется вращение вентильного электродвигателя.

Полюса статора также могут характеризоваться смещением на строго определенный угол, как и его обмотки. По количеству фаз коммутации вентильные двигатели бывают двух-, трех-, четырех- и шестифазными.

Ротор

В зависимости от конструкции ротора бесконтактные двигатели могут иметь внутрироторное и внешнероторное исполнение.

Вентильные преобразователи постоянного тока

Количество пар полюсов также может отличаться, но уже без каких-либо привязок к обмоткам, как правило, этот параметр варьируется от двух до шестнадцати с парным шагом.

В более старых моделях для бесколлекторных двигателей использовались постоянные магниты из ферритовых сплавов. Которые отличались доступностью и относительно более низкой себестоимостью, но имели слишком низкие показатели индукции. Однако с постепенным развитием технологий, на смену им пришли магнитные элементы из редкоземельных металлов. Этот вариант обладает более точным позиционированием, но и стоит он дороже.

Вентильные преобразователи постоянного тока

Датчик положения ротора

В синхронных электродвигателях датчик необходим для осуществления обратной связи с положением вала механического устройства. В зависимости от принципа действия могут применяться датчики:

  • Фотоэлектрического принципа действия;
  • Трансформаторного;
  • Индуктивного;
  • На эффекте Холла.

Вентильные преобразователи постоянного тока

Наиболее распространенными вариантами для практической реализации стали фотоэлектрические датчики и датчики с эффектом Холла. Они обладают большей точностью и меньше запаздывают при передаче данных в канале связи. Датчики привязываются к определенным маркерам на валу и реагируют на их прохождение.

Система управления

В состав блока управления, как правило, входит микроконтроллер и электронный ключ для подключения к двух- или трехфазным обмоткам двигателя. Микроконтроллер или микропроцессор необходим для обработки получаемых с датчиков сигналов и последующего преобразования синусоидальной коммутации в более удобную форму сигнала. Электрические преобразователи выполняется на базе полупроводниковых транзисторов, соединенных по мостовой схеме. Они производят широтно-импульсную модуляцию питающего напряжения в соответствии с заданным режимом работы.

Вентильные преобразователи постоянного тока

Асинхронные электродвигатели

Асинхронные электрические машины смело можно назвать костяком современной промышленности. Благодаря своей простоте, относительно низкой стоимости, минимальным затратам на обслуживание, а также возможности работать напрямую от промышленных сетей переменного тока, они прочно въелись в современные производственные процессы.

Сегодня существует множество различных преобразователей частоты с самыми различными алгоритмами управления, которые позволяют регулировать скорость и момент асинхронной машины в большом диапазоне с хорошей точностью. Все эти свойства позволили асинхронной машине значительно потеснить с рынка традиционные коллекторные двигатели. Вот почему регулируемые асинхронные электродвигатели (АД) легко встретить в самых различных устройствах и механизмах, таких как тяговый асинхронный электропривод, электроприводы стиральных машин, вентиляторов, компрессоров, воздуходувок, кранов, лифтов и многом другом электрооборудовании.

АД создает вращающий момент за счет взаимодействия тока статора с индуцированным током ротора. Но токи ротора нагревают его, что приводит к нагреванию подшипников и снижению их срока службы. Замена традиционной алюминиевой обмотки на медную не устраняет проблему, а приводит к удорожанию электрической машины и может накладывать ограничения на прямой ее пуск.

Статор асинхронной машины имеет довольно большую постоянную времени, что негативно сказывается на реагировании системы управления при изменении скорости или нагрузки. К сожалению, потери связанные с намагничиванием не зависят от нагрузки машины, что снижает КПД АД при работе с малыми нагрузками. Автоматическое уменьшение потока статора возможно использовать для решения данной проблемы — для этого необходим быстрый отклик системы управления на изменения нагрузки, но как показывает практика, такая коррекция не существенно увеличивает КПД.

На скоростях превышающих номинальную поле статора ослабевает из-за ограниченного напряжения питания. Вращающий момент начинает падать, так как для его поддержания будет требоваться больший ток ротора. Следовательно, управляемые АД ограничиваются диапазоном скорости для поддержания постоянной мощности примерно 2:1.

Механизмы, которые требуют более широкого диапазона регулирования, такие как: станки с ЧПУ, тяговый электропривод, могут снабжаться асинхронными электродвигателями специального исполнения, где для увеличения диапазона регулирования могут уменьшать количество витков обмотки, снижая при этом значения крутящего момента на низких скоростях. Также возможен вариант с использованием более высоких токов статора, что требует установки более дорогих и менее эффективных инверторов.

Немаловажным фактором при работе АД является качество питающего напряжения, ведь максимальный КПД электродвигатель имеет при синусоидальной форме питающего напряжения. В реальности преобразователь частоты обеспечивает импульсное напряжение и ток, похожий на синусоидальный. Проектировщикам стоит иметь ввиду, что КПД системы ПЧ-АД будет меньше, чем сумма КПД преобразователя и двигателя в отдельности. Улучшения качества выходного тока и напряжения повышают увеличением несущей частоты преобразователя, это приводит к снижению потерь в двигателе, но при этом возрастают потери в самом инверторе. Одним из популярных решений, особенно для промышленных мощных электроприводов, является установка фильтров между преобразователем частоты и асинхронной машиной. Однако это приводит к увеличению стоимости, габаритов установки, а также к дополнительным потерям мощности.

Еще одним недостатком асинхронных машин переменного тока является то, что их обмотки распределены на протяжении многих пазов в сердечнике статора. Это приводит к появлению длинных концевых поворотов, которые увеличивают габариты и потери энергии в машине. Эти вопросы исключены в стандартах IE4 или классах IE4. В настоящее время европейский стандарт (IEC60034) специально исключает любые двигатели, требующие электронного управления.

Описание и принцип работы[2]

Вентильные преобразователи постоянного тока

На входы преобразователя координат (ПК) поступают напряжения постоянного тока u_q, действие которого аналогично напряжению якоря двигателя постоянного тока, и u_d, аналогичное напряжению возбуждения двигателя постоянного тока (аналогия действует при рассмотрении схемы независимого возбуждения двигателя постоянного тока).

Сигналы u_d, u_q, представляют собой проекции вектора напряжения управления \vec{U_y} = \{ u_d, u_q \} на оси вращающейся системы координат \{ d,q \}, связанной с ротором ВД (а точнее — с вектором потока ротора). Преобразователь координат осуществляет преобразование проекций u_d, u_q в проекции u_\alpha, u_\beta неподвижной системы координат \{ \alpha, \beta \}, связанной со статором .

Как правило, в системах управления электропривода задаётся u_d = 0 , при этом уравнения преобразования координат принимают вид:

u_\alpha = — u_q \cdot \sin{\theta},

u_\beta = u_q \cdot \cos{\theta},

где \theta — угол поворота ротора (и системы вращающихся координат) относительно оси \alpha неподвижной системы координат. Для измерения мгновенного значения угла \theta на валу ВД устанавливается датчик положения ротора (ДПР).

По сути, u_q является в этом случае заданием значения амплитуды фазных напряжений. А ПК, осуществляя позиционную модуляцию сигнала u_q, формирует гармонические сигналы u_\alpha, u_\beta, которые усилитель мощности (УМ) преобразует в фазные напряжения u_A, u_B. Синхронный двигатель в составе вентильного двигателя часто называют синхронным электромеханическим преобразователем (СЭМП).

Как правило, электронная часть ВД коммутирует фазы статора синхронной машины так, чтобы вектор магнитного потока статора был ортогонален вектору магнитного потока ротора (т. н. векторное управление). При соблюдении ортогональности потоков статора и ротора обеспечивается поддержание максимального вращающего момента ВД в условиях изменения частоты вращения, что предотвращает выпадение ротора из синхронизма и обеспечивает работу синхронной машины с максимально возможным для неё КПД. Для определения текущего положения потока ротора вместо датчика положения ротора могут использоваться токовые датчики (косвенное измерение положения).

Электронная часть современного ВД содержит микроконтроллер и транзисторный мост, а для формирования фазных токов используется принцип широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Микроконтроллер отслеживает соблюдение заданных законов управления, а также производит диагностику системы и её программную защиту от аварийных ситуаций.

Иногда датчик положения ротора отсутствует, а положение оценивается системой управления по измерениям токовых датчиков с помощью наблюдателей (т. н. «бездатчиковое» управление ВД). В таких случаях, за счёт удаления дорогостоящего и, зачастую, громоздкого датчика положения, уменьшается цена и массо-габаритные показатели электропривода с ВД, однако усложняется управление, снижается точность определения положения и скорости.

В приложениях средней и большой мощности в систему могут дополнительно включаться электрические фильтры для смягчения негативных эффектов ШИМ: перенапряжений на обмотках, подшипниковых токов и снижения КПД. Впрочем, это характерно для всех типов двигателей.

Конструкция

Тяговый вентильный двигатель (каталог Интерскол, Lenze, Борец для УЭЦН, ЭЦН) состоит из датчиков, которые указывают на положение ротора машины синхронного типа. Совокупность этих механизмов называется электромеханической частью двигателя. Управляющая часть устройства включает в себя микроконтроллер и силовой мост. Блок управления двигателем относится к логистическому неконструктивному участку системы.

Популярные статьи  Почему led-лампочки не гаснут полностью при выключенном свете?

Фото – Вентильный индукторный двигатель

Механическая часть устройства представляет собой синхронный привод, собранный из изолированных стальных листов. Такая конструкция способствует уменьшению вихревых токов, образующихся в обмотке и роторе.

Для нормальной работы прибора используются датчики Холла. Если в вентильном двигателе нет индикаторных приспособлений, сигналы поступают напрямую к магнитной установке. Этими же устройствами контролируется режим реверса. Это необходимо для того, чтобы при погружении двигатель не остановился, а также дает возможность дистанционно контролировать его работу и менять установки. Данная функция необходима при добыче нефти, угля, газа и буровых работах.

Фото – Принцип работы погружного двигателя

Шаговый микропроцессор обрабатывает все данные о положении ротора, согласно настройкам которого, контролируются ШИМ-сигналы. Нужно отметить, что при низком уровне данных сигналов, потребуется их усиление. Для этой цели используются специальные приборы, работающие по принципу микротрансформаторов.

Марка, тип Крутящий момент, Нм Длина, мм Максимально допустимая частота, мин-1 Вес, кг
ДМВ 55 0,05; 1 61 420; 1800 0,4
5 ДВМ 55 0,23; 0,47; 0,7; 1,3 218 2000; 3000; 4000; 6000 4,5
5 ДВМ 155 2,3; 3,5; 4,7; 7 342 2000; 3000; 4000; 6000 13
5 ДВМ 165 10; 13; 17; 23 536 1000; 2000; 3000; 4000 67
5 ДВМ 215 23; 35; 47; 70 637 1000; 2000; 3000; 4000 28

Фото – Параметры вентильных двигателей

Расчет двигателей производится по следующим формулам:

Формула равновесия фаз: IRΣ+ EΣ= U

Сумма ЭДС – E1= Emsin(∂+∂0), амплитуда ЭДС – Em= ko1pФw1Ω = (ko1pФN1Ω) / 2

Обозначение угла коммутации двигателя:

Условия эксплуатации

Шкафы и щиты ЭКПЦ должны эксплуатироваться в отапливаемом электротехническом помещении, обеспечивающем следующие требования (климатическое исполнение и категория размещения УХЛ4 по ГОСТ 15150-69):

  • Температура окружающей среды +1 — +40оС.
  • Относительная влажность воздуха 80% при 20ºС.
  • Содержание пыли в воздухе не более 0,7 мг/м3.
  • Окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая агрессивные пары и газы в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию.

Рабочее положение шкафа ЭКПЦ вертикальное, с отклонением не более 5º.

Группа условий эксплуатации в части воздействий механических факторов внешней среды – М2 по ГОСТ 17516.1-90.

Питание системы управления ЭКПЦ должно осуществляться от трехфазной сети 380В, ± 10%, 50 Гц.

Конструкция и принцип работы

Конструктивно вентильный агрегат представляет собой разновидность синхронного двигателя.

В его состав входят:

  • Ротор, как правило, из магнитного материала, реагирующий на воздействие электромагнитного поля.
  • Статор, включающий в себя фазы обмоток, намотанные в катушки станину и диэлектрическую прокладку.
  • Измерительные датчики (чаще всего Холла), позволяющие определить положение вращения вала.
  • Микропроцессорный блок, формирующий импульсы, их форму, задающие частоту вращения ротора, сравнивающий показания датчиков и подаваемого переменного тока на фазные обмотки.

Пример конструкции вентильного двигателя приведен на рисунке ниже:

Рис. 1. Конструкция вентильного двигателя

Принцип работы вентильного двигателя заключается в четком позиционировании постоянных магнитов на роторе по отношению к формируемому пику электромагнитного импульса на фазных электрических обмотках. При движении магнитов датчики воспринимают информацию об их положении в пространстве и меняют пропускную способность реактивных вентильных преобразователей, что позволяет валу вращаться дальше. Таким образом, управление вращением осуществляется без использования скользящего контакта, поэтому данная категория электрических машин относится к категории бесколлекторных электродвигателей.

Статор

Рис. 2. Конструкция статора вентильного двигателя Конструктивно статор мало чем отличается от классических моделей синхронных и асинхронных двигателей. Это металлический цельнолитой или наборной магнитопровод, в пазах которого укладываются фазные провода. Количество обмоток якоря определяется числом подключаемых фаз и периодичностью их чередования. Чем чаще уложены обмотки статора, тем точнее контролируется вращение вентильного электродвигателя.

Полюса статора также могут характеризоваться смещением на строго определенный угол, как и его обмотки. По количеству фаз коммутации вентильные двигатели бывают двух-, трех-, четырех- и шестифазными.

Ротор

В зависимости от конструкции ротора бесконтактные двигатели могут иметь внутрироторное и внешнероторное исполнение.

Рис. 3. Внешнероторные и внутрироторные модели

Количество пар полюсов также может отличаться, но уже без каких-либо привязок к обмоткам, как правило, этот параметр варьируется от двух до шестнадцати с парным шагом.

В более старых моделях для бесколлекторных двигателей использовались постоянные магниты из ферритовых сплавов. Которые отличались доступностью и относительно более низкой себестоимостью, но имели слишком низкие показатели индукции. Однако с постепенным развитием технологий, на смену им пришли магнитные элементы из редкоземельных металлов. Этот вариант обладает более точным позиционированием, но и стоит он дороже.

Рис. 4. Вентильный двигатель с внешним ротором

Датчик положения ротора

В синхронных электродвигателях датчик необходим для осуществления обратной связи с положением вала механического устройства. В зависимости от принципа действия могут применяться датчики:

  • Фотоэлектрического принципа действия;
  • Трансформаторного;
  • Индуктивного;
  • На эффекте Холла.

Рис. 5. Датчик положения ротора Наиболее распространенными вариантами для практической реализации стали фотоэлектрические датчики и датчики с эффектом Холла. Они обладают большей точностью и меньше запаздывают при передаче данных в канале связи. Датчики привязываются к определенным маркерам на валу и реагируют на их прохождение.

Система управления

В состав блока управления, как правило, входит микроконтроллер и электронный ключ для подключения к двух- или трехфазным обмоткам двигателя. Микроконтроллер или микропроцессор необходим для обработки получаемых с датчиков сигналов и последующего преобразования синусоидальной коммутации в более удобную форму сигнала. Электрические преобразователи выполняется на базе полупроводниковых транзисторов, соединенных по мостовой схеме. Они производят широтно-импульсную модуляцию питающего напряжения в соответствии с заданным режимом работы.

Рис. 6. Электронный ключ вентильного двигателя

Виды устройства

Вентильные двигатели могут работать от переменного или постоянного тока. Помимо этого, их принято делить на следующие виды:

  1. Однофазное устройство. Это простейшие вентильные двигатели с наименьшим количеством связей между машиной и электроникой. К числу недостатков однофазных устройств следует отнести: пульсации, высокий крутящий момент, а также невозможность запуска на всех угловых положениях. Однофазные двигатели нашли широкое применение в машинах, где требуется высокая скорость.
  2. Двухфазный двигатель. Этот мотор при работе активизирует воздушный зазор либо, при дополнительной настройке, создает асимметрию в полюсах ротора. Это устройство устанавливается в машинах, где критична связь статора с обмоткой. К числу недостатков следует отнести высокий крутящий момент и пульсации, которые могут привести к пагубным последствиям.
  3. Трехфазный двигатель. Этот дисковый двигатель используется для запуска и создания крутящего момента, не используя при этом большого количества фаз. Данный тип двигателей используется в различных отраслях производства, а иногда и в бытовых условиях. Это самая популярная конструкция из всех представленных. Альтернативные 3-фазные машины с четным числом полюсов являются лучшим решением для приборов, где необходимо сочетание высокой мощности и низкой скорости, например, в насосах. Недостатки трехфазных двигателей: высокий крутящий моментом и повышенный уровень шума.
  4. Устройства с четырьмя фазами. У этих двигателей существенно снижен крутящий момент и пульсации, но сфера применения устройств ограничена высокой стоимостью и большой мощностью.

К сожалению, разработать и создать своими руками рабочий погружной или многофазный вентильный двигатель практически невозможно, намного проще купить нужную модель. В разных городах России и Украины цена вентильных двигателей может значительно варьироваться. Нижняя ступень будет около 8000 тысяч рублей, верхняя может достигать 20 000, в зависимости от области действия и производителя

Популярные статьи  Схемы дистанционного управления наружным освещением

Во многих сферах производства используются вентильные двигатели, в частности, на нефтяных скважинах, буровых установках, приводобежных механизмах, системах охлаждения воздуха на химических предприятиях.

Преимущества и недостатки

В сравнении с другими типами электрических машин, вентильный двигатель имеет ряд качественных отличий, дающих ему как выгодное, превосходство, так и определенные недостатки.

К преимуществам вентильных двигателей относят:

  • Относительно небольшая величина магнитных потерь из-за отсутствия постоянно действующего поля, как в классических синхронных и асинхронных электродвигателях.
  • Обеспечивает безопасное вращение даже с максимальной нагрузкой, в отличии от коллекторных электродвигателей.
  • За счет встроенного преобразователя частоты коммутация вентильного преобразователя обеспечивает широкий спектр скоростей вращения, которые отличаются плавным переходом от одной к последующей.
  • Хорошая динамика работы и точность позиционирования, способная создать конкуренцию шаговым двигателям.
  • Относительно большая степень надежности и длительный срок эксплуатации без обслуживания за счет отсутствия скользящего контакта, в отличии от коллекторных двигателей.
  • Может применяться во взрывоопасной среде, в отличии от электродвигателей постоянного и переменного тока со щетками.

К недостаткам вентильных агрегатов следует отнести их высокую себестоимость, наличие дополнительных элементов, усложняющих последующую эксплуатацию. Также существенным минусом считается сложность управления и задания логики перемещения рабочих органов трехфазных бесколлекторных двигателей в соответствии с меняющимися факторами производственного процесса.

Климатические исполнения электродвигателей

Климатическое исполнение — это характеристика для технических изделий, обозначающая вид климатического исполнения для каждого конкретного оборудования. Это относится к широкому спектру изделий и связано с тем, что оборудование работает в различных климатических условиях. Что бы обеспечить его продолжительную и стабильную работу необходимо изготовить агрегаты соответствующим образом. При этом учитывается температура окружающей среды, ее перепады, влажность воздуха и так далее. Если техника устанавливается в помещении, то учитывается наличие или отсутствие искусственной вентиляции. Изготовленные изделия должны соответствовать установленным нормам и стандартам соответствующего климатического исполнения, выдерживать условия эксплуатации, хранения и транспортировки в обозначенных климатических зонах. В России все товары электротехнического назначения маркируются согласно государственному стандарту – ГОСТ 15150. Эта маркировка представляет собой набор из букв и цифр, которые обозначают температурные режимы и условия эксплуатации в помещениях и на открытом воздухе, характерные для каждого их устройств. Все требования, представленные в этом стандарте, являются обязательными, за исключением рекомендованных и допустимых. Они распространяются на все электрические машины. В зависимости от условий использования агрегатов это оборудование изготавливается в нужном климатическом исполнении. Эта конструктивная особенность позволит электродвигателю корректно работать в климатических условиях, где агрегат будет установлен.

Исполнение электродвигателей

Электродвигатели изготавливаются и применяются согласно климатическим условиям той или иной местности и маркируются следующим образом: электродвигатели У1, У2, У3, Т1, Т2, Т3 и УХЛ.

Буквенный элемент характеризует климатическую зону:

  • У –с умеренным температурным режимом от -45 до +40 Со;
  • ХЛ –с холодным температурным режимом от -60 до +40 Со;
  • УХЛ –с умеренно-холодным температурным режимом -60 до +40 Со;
  • Т –в тропиках от +1 до +50 Со;
  • М –в морской зоне от –40 до +40 С°;
  • О – для всех климатических районов, исключение составляет морской;
  • ОМ – общеклиматическое морское исполнение от –40 до +40 С°;
  • В – всеклиматическое исполнение от –60 до +50 С°;

Цифровой элемент характеризует категорию размещения:

  • 1 —на открытом воздухе;
  • 2 —под навесом или в условиях закрытого пространства, где созданы аналогичные условия с открытым воздухом, но без воздействия атмосферных явлений: осадков, ветров, излучения и т.д;
  • 3 —в закрытых помещениях, где отсутствует искусственно-созданная регулировка климата;
  • 4 —в закрытом помещении с искусственно-созданной регуляцией климата: система вентиляции и отопление;
  • 5 —в помещениях, где отсутствует искусственно-созданная регулировка климата, но имеется повешенная влажность воздуха.

Такая буквенно-цифровая маркировка описывает тип защитного покрытия оборудования, климатическое исполнение и его категорию размещения. Например, электродвигатель У1, У2 и У3 означает, что данный тип двигателя применяется в зоне с климатом с умеренным температурным режимом на открытом воздухе, под навесом или для закрытых помещений, где отсутствует искусственно-созданная регулировка климата; электродвигатель Т1, Т2 и Т3 применяется в тропическом климате на открытом воздухе, под навесом или для закрытых помещений, где отсутствует искусственно-созданная регулировка климата. Самыми распространенными климатическими исполнениями являются У1, У2 и У3, причем У2 и У3 в большей степени. Такие электродвигатели Вы всегда можете найти в наличии у нас на складе.

При использовании электродвигателей в районах с пониженными температурными режимами, материалы для их изготовления должны отвечать определенным требованиям и быть устойчивыми к очень низким температурам до -70 Со. При этом покрытие электродвигателя должно выдерживать такие температуры и не трескаться, мотор должен работать без перебоев в предусмотренном конструкцией режиме работы. Нередко бывает, что в наличии может не быть интересующего климатического исполнения. В этой ситуации можно прибегнуть к установке агрегата с другой, близкой по условиям климатикой, но при этом следует учесть все факторы, о которых Вам подскажут только профессионалы.

Преимущества

Применяя вентильный двигатель в работе, можно отметить такие его достоинства:

— возможность применения широкого диапазона для модифицирования частоты вращения;

— высокая динамика и быстродействие;

— максимальная точность позиционирования;

— небольшие затраты на техническое обслуживание;

— устройство можно отнести к взрывозащищенным объектам;

— имеет способность переносить большие перегрузки в момент вращения;

— высокий КПД, который составляет более 90%;

— имеются скользящие электронные контакты, которые существенно увеличивают рабочий ресурс и срок службы;

— при длительной работе нет перегрева электродвигателя.

Книги

Букинистическая литератураГОСТы, ОСТыДетская литератураДомашний кругДругоеИскусство. Культура. ФилологияКниги в электронном видеКниги издательства «Комсомольская правда»Компьютеры и интернетКосмосНаука. Техника. МедицинаНормативные правовые актыОбщественные и гуманитарные наукиОхрана труда, обеспечение безопасностиПодарочные книгиПутешествия. Отдых. Хобби. СпортРелигия. Оккультизм. ЭзотерикаРостехнадзорСанПины, СП, МУ, МР, ГНСборники рецептур блюд для предприятий общественного питанияСНиП, СП, СО,СТО, РД, НП, ПБ, МДК, МДС, ВСНУчебный годХудожественная литератураЭкономическая литератураЭнциклопедии, справочники, словари

Заключение

Как можно понять из материалов статьи, сделать своими руками несложный преобразователь 12 – 220 вольт не так и трудно. И, хотя такие устройства и не смогут сравниться по набору дополнительных функций или привлекательности внешнего вида с заводскими, они обойдутся хозяину значительно дешевле. При соблюдении правил эксплуатации самодельный преобразователь будет работать очень долго, ведь в таком простом устройстве практически нечему ломаться.

В качестве дополнения по данной теме в прилагаемой статье приведены подробная информация об инверторах напряжения Преобразователи напряжения для современных высокопроизводительных цифровых систем. А также в нашей группе ВК публикуются интересные материалы, с которыми вы можете познакомиться первыми. Для этого приглашаем читателей подписаться и вступить в группу. В завершение хочу выразить благодарность источникам, откуда почерпнут материал для подготовки статьи:

Мне нравится5Не нравится

Предыдущая
ИнверторыКак выбрать цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП)

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Денис Серебряков/ автор статьи
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: