ለተለዋዋጭ እምቢተኝነት መፍትሔዎች ቁልፍ የንድፍ ነጥቦች

I. የተለዋዋጭ እምቢተኝነት መፍትሔዎች ዋና መርሆዎች

በመጀመሪያ ፣ ንድፉን ለመረዳት አንድ ሰው ከባህላዊ የቁስል-rotor መፍታት መሰረታዊ ልዩነቶቹን መረዳት አለበት-

· ባህላዊ መፍትሄ

፡ ሁለቱም ስቶተር እና rotor ጠመዝማዛ አላቸው። የመቀስቀስ ምልክት እና የውጤት ምልክት በአየር ክፍተት ላይ ኤሌክትሮማግኔቲክ በሆነ መንገድ ይነሳሳሉ.

ተለዋዋጭ እምቢተኝነት (VR) መፍታት

፡ ስቶተር ብቻ ጠመዝማዛ አለው ። የ rotor ቁስል ያልሆነ የፌሮማግኔቲክ አካል ከሳላይንት ምሰሶዎች ወይም በጥርስ መዋቅር የተሰራ ነው. የእሱ የስራ መርህ ላይ የተመሰረተ ነው በእምቢተኝነት ልዩነት .

o ስቶተር ዊንዲንግስ፡-

በተለምዶ አንድ አነቃቂ ጠመዝማዛ (ዋና) እና ሁለት የውጤት ጠመዝማዛዎች (ሳይን እና ኮሳይን ጠመዝማዛ፣ ሁለተኛ ደረጃ) በቦታ ኦርቶጎንታል (በ 90 ኤሌክትሪክ ዲግሪ ልዩነት) ያካትቱ።

o Rotor Rotation፡-

ከሳሊንት ምሰሶዎች ጋር ያለው rotor ሲሽከረከር የአየር ክፍተቱን ርዝመት እና የመግነጢሳዊ ዑደቱን እምቢተኝነት ይለውጣል።

o ሲግናል ሞጁሌሽን

፡ የአየር ክፍተት እምቢተኝነት መለዋወጥ (amplitude modulation) የቮልቴጅ መጠነ-ሰፊነት በውጤቱ ጠመዝማዛዎች ውስጥ በአስደሳች መግነጢሳዊ መስክ ይነሳሳል። የሁለቱ የውጤት ጠመዝማዛዎች amplitude ኤንቨሎፕ በቅደም ተከተል የ rotor አንግል የ sinusoidal እና ኮሳይን ተግባራት ናቸው።

የእሱ ጥቅሞች ቀላል መዋቅር, ጠንካራ እና ዘላቂ (ብሩሽ የሌለው), ዝቅተኛ ዋጋ, ከፍተኛ አስተማማኝነት, ከፍተኛ ፍጥነት እና ከፍተኛ ሙቀት አካባቢዎችን የመቋቋም ችሎታ . ጉዳቱ ትክክለኛነት እና መስመራዊነት ብዙውን ጊዜ ከከፍተኛ የቁስል-rotor ፈታሾች በትንሹ ያነሱ መሆናቸው ነው።

II. የንድፍ ሂደት እና ቁልፍ ሀሳቦች

የንድፍ ሂደቱ ተደጋጋሚ እና በተለምዶ የሚከተሉትን ደረጃዎች ይከተላል.

1. የንድፍ ዝርዝሮችን ይግለጹ

ይህ የሁሉም ዲዛይኖች መነሻ ነጥብ ነው እና በመጀመሪያ መገለጽ አለበት፡

የዋልታ ጥንዶች ቁጥር (P):

በኤሌክትሪክ እና በሜካኒካል ማዕዘኖች (θ_ኤሌክትሪክ = P * θ_ሜካኒካል) መካከል ያለውን ግንኙነት ይወስናል. የተለመዱ ውቅሮች 1 ምሰሶ ጥንድ (ዩኒፖላር) እና 2 ምሰሶ ጥንድ (ቢፖላር) ናቸው። የዋልታ ጥንዶች ቁጥር ትክክለኛነት እና ከፍተኛ ፍጥነት ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል.

· ትክክለኛነት መስፈርቶች፡-

ብዙውን ጊዜ በ arcminutes (′) ወይም milliradians (mrad) ይገለጻል። ከፍተኛ ትክክለኛነት ያላቸው ዲዛይኖች በማኑፋክቸሪንግ ፣ ቁሳቁሶች እና መግነጢሳዊ መስክ harmonic አፈና ላይ እጅግ በጣም ከፍተኛ ፍላጎቶችን ይፈልጋሉ ።

· የግቤት አነቃቂ ሲግናል

፡ የኤክሳይቴሽን የቮልቴጅ ስፋት፣ ድግግሞሽ (የተለመዱት 4kHz፣ 10kHz፣ ወዘተ)፣ ሞገድ ቅርጽ (ብዙውን ጊዜ የ sinusoidal) ናቸው።

· የትራንስፎርሜሽን ሬሾ (TR):

የውጤት ቮልቴጅ ጥምርታ እና የግቤት ቮልቴጅ (በከፍተኛው መጋጠሚያ ቦታ).

· የኤሌክትሪክ ስህተት

፡ የተግባር ስህተት፣ ባዶ ቮልቴጅ ስህተት፣ የደረጃ ስህተት፣ ወዘተ ያካትታል።

· የስራ አካባቢ

፡ የሙቀት መጠን፣ ንዝረት፣ ድንጋጤ፣ እርጥበት፣ የመግቢያ ጥበቃ (IP) ደረጃ።

· የመጠን ገደቦች:

የውጪው ዲያሜትር, የውስጥ ቦረቦረ, ውፍረት (ርዝመት).

· የግቤት መለኪያዎች

፡ የግቤት/ውፅዓት እክል፣ ከቀጣይ ወረዳዎች ጋር መመሳሰልን ይነካል።

2. ኤሌክትሮማግኔቲክ ዲዛይን - ኮር ክፍል

· ስቶተር/Rotor Lamination ንድፍ፡

o የቁሳቁስ ምርጫ

፡-በተለምዶ የሲሊኮን ብረት ንጣፎችን በከፍተኛ የመተላለፊያ አቅም እና ዝቅተኛ የብረት ብክነት (ለምሳሌ DW540፣ 50JN400) ይጠቀማል።

o ምሰሶ-ማስገቢያ ጥምር:

ይህ ንድፍ ነፍስ ነው. የ stator slots (Zs) እና rotor salient poles (Zr) ብዛት መወሰን አለባቸው። በጣም የተለመደው ጥምረት Zr = 2P ነው (የ rotor ምሰሶዎች ቁጥር ከፖል ጥንድ ቁጥር ሁለት እጥፍ ነው) እና Zs የZr ብዜት ነው። ለምሳሌ, አንድ ነጠላ መፍትሄ (P=1) ብዙውን ጊዜ Zs=4, Zr=2 ይጠቀማል ; ባይፖላር ፈቺ (P=2) ብዙ ጊዜ Zs=8፣ Zr=4 ወይም Zs=12፣ Zr=6 ይጠቀማል።.

o ማስገቢያ/ዋልታ ቅርጽ፡-

የጥርስ ቅርጽ (ትይዩ፣የተለጠፈ) መግነጢሳዊ መስክ ስርጭትን እና ሃርሞኒክ ይዘትን ይነካል። መሰረታዊ የማግኔትቶ-ሞቲቭ ሃይል (ኤምኤምኤፍ)ን ከፍ ለማድረግ እና ማስገቢያ ሃርሞኒክስን ለመቀነስ እንደ የጥርስ ስፋት፣ የመክፈቻ ስፋት እና የቀንበር ውፍረት ያሉ መጠኖች ማመቻቸት ያስፈልጋቸዋል።

o የአየር ክፍተት

፡ የአየር ክፍተት መጠን ወሳኝ የሆነ የንግድ ልውውጥ ነው። ትንሽ የአየር ክፍተት የትራንስፎርሜሽን ሬሾን እና የሲግናል ጥንካሬን ይጨምራል ነገር ግን የማምረት ችግርን፣ ለግርዶሽነት ትብነት እና የቶርኪ ሞገድ ይጨምራል። አንድ ትልቅ የአየር ክፍተት ተቃራኒው ውጤት አለው. በተለምዶ በ 0.05 ሚሜ - 0.25 ሚሜ መካከል የተነደፈ።

· ጠመዝማዛ ንድፍ;

o አይነት

፡-በተለምዶ የሚሰራጩ ጠመዝማዛዎች ወይም የተጠናከረ (ጥርስ) ጠመዝማዛዎች ጥቅም ላይ ይውላሉ። የተከፋፈሉ ጠመዝማዛዎች (ብዙ ቦታዎችን የሚሸፍን አንድ ጥቅልል) የበለጠ የ sinusoidal መግነጢሳዊ መስክ ያመነጫሉ ነገር ግን ለማምረት የበለጠ ውስብስብ ናቸው ። የተጠናከረ ጠመዝማዛዎች ቀላል ናቸው ነገር ግን ከፍተኛ harmonics አላቸው.

o የመታጠፊያ ስሌት፡-

በዒላማው የለውጥ ጥምርታ፣ የኤክሰቴሽን ቮልቴጅ እና ድግግሞሽ ላይ በመመስረት ለኤክሳይቴሽን ጠመዝማዛ እና የሳይን/ኮሳይን ጠመዝማዛዎች በኤሌክትሮማግኔቲክ ስሌት ይወስኑ። ለሁለቱ የውጤት ጠመዝማዛዎች የመዞሪያዎች ብዛት በጥብቅ ተመሳሳይ መሆን አለበት.

o የግንኙነት ዘዴ

፡ ሳይን እና ኮሳይን ነፋሶች በ90 ኤሌክትሪካዊ እርከኖች በቦታ ልዩነት መኖራቸውን ያረጋግጡ።

3. መግነጢሳዊ መስክ ማስመሰል እና ማመቻቸት (FEA Simulation) - አስፈላጊ ዘመናዊ ዲዛይን መሳሪያ

በትክክል የትንታኔ ስሌቶች በጣም ውስብስብ እና በቂ ያልሆነ ትክክለኛ ናቸው. የመጨረሻ አካል ትንተና (FEA) ሶፍትዌር (ለምሳሌ JMAG፣ ANSYS ማክስዌል፣ ሲሚንተር ማግኔት) አስፈላጊ ነው።

· የማይንቀሳቀስ መስክ ማስመሰል

፡ የመግነጢሳዊ መስክ ስርጭትን፣ ኢንዳክሽን ማትሪክስ እና የውጤት አቅምን በተለያዩ የ rotor ማዕዘኖች ያሰሉ።

· የመሸጋገሪያ መስክ ማስመሰል

፡ የውጤት የቮልቴጅ ሞገድ ቅርፅን ለመምሰል ትክክለኛውን የቮልቴጅ ቮልቴጅ ይተግብሩ፣ አፈፃፀሙን በትክክል ያንፀባርቃል።

· ፓራሜትሪክ ማሻሻያ፡-

ስህተትን ለመቀነስ (ለምሳሌ THD) እና የትራንስፎርሜሽን ሬሾውን ከፍ ለማድረግ እንደ የጥርስ ቅርፅ፣ የአየር ክፍተት እና የመክፈቻ ክፍተቶች ያሉ የፓራሜትሪክ ጠራርጎዎችን እና ቁልፍ ልኬቶችን ማመቻቸት።

· የስህተት ትንተና

፡ የኤሌትሪክ ስህተትን በማስመሰል አስላ እና የስህተት ምንጮችን (ለምሳሌ፡ harmonics፣ cogging effect፣ saturation effect) መተንተን።

4. የሜካኒካል መዋቅር ንድፍ

· መኖሪያ ቤት እና ተሸካሚዎች፡-

የድጋፍ መዋቅሩን ይንደፉ እና በ rotor እና stator መካከል ያለውን ትኩረት እና አነስተኛ የአየር ክፍተት ልዩነትን ለማረጋገጥ ተገቢውን ንዝረትን እና ድንጋጤዎችን ይምረጡ።

· ዘንግ ግንኙነት፡-

ከሞተር ዘንግ ጋር አስተማማኝ ግንኙነት እና ከኋላ የለሽ ስርጭትን ለማረጋገጥ የቁልፍ መንገዶችን፣ ለስላሳ ቦረቦረ ወይም ሰርቮ በይነገጽን ይንደፉ።

· የሙቀት አስተዳደር

፡ ከፍተኛ ሙቀት ባለባቸው አካባቢዎች የሙቀት መጠንን ለመከላከል ከነፋስ የሚመጣ ሙቀትን እና የብረት ብክነትን ያስቡ። የሙቀት መንገድ ንድፍ አንዳንድ ጊዜ አስፈላጊ ነው.

· ኤሌክትሮማግኔቲክ ጋሻ፡-

አስፈላጊ ከሆነ ከውጪ መግነጢሳዊ መስኮች ጣልቃ ገብነትን ለመከላከል ጋሻ ይጨምሩ።

5. የሲግናል ሂደት የወረዳ ግምት

ምንም እንኳን የመፍትሄው አካል ንድፍ አካል ባይሆንም፣ በተቀናጀ መልኩ መታሰብ አለበት፡-

· RDC (የመፍትሄ-ወደ-ዲጂታል መለወጫ)፡-

የፈታሹን እክል እና አነቃቂ ድግግሞሽ የሚዛመድ የ RDC ቺፕ (ለምሳሌ AD2S1205፣ AU6802) ይምረጡ። በንድፍ ጊዜ የግቤት እክል ማዛመድ ያስፈልጋል.

· Excitation Drive Circuit፡-

ንፁህ የተረጋጋ ሳይን ሞገድ ለማቅረብ የሚችል የሃይል ኦፕ-አምፕ ወረዳ ያስፈልገዋል።

· የማጣሪያ ወረዳ

፡ ከፍተኛ-ድግግሞሽ ጫጫታ እና ሃርሞኒክን ለመግታት የውጤት ምልክቶችን አጣራ።

III. የንድፍ ተግዳሮቶች እና ቁልፍ ቴክኖሎጂዎች

1. Harmonic Suppression፡-

ያለመፈለግ ልዩነት መስመራዊ ባለመሆኑ የVR ፈላጊ የውጤት ቮልቴጅ የስህተት ዋና መንስኤ የሆኑትን ሃብታም ሃርሞኒክስ ይዟል። እንደ ዘዴዎች ምሰሶ-ስሎት ጥምር ማመቻቸት፣ መንሸራተት (ስሎቶች ወይም ምሰሶዎች) እና በስታቶር ጥርሶች ላይ ረዳት ክፍተቶችን መጨመር ሃርሞኒክስን ውጤታማ በሆነ መንገድ ማጥፋት ይችላሉ።

2. ትክክለኛነትን እና ወጪን ማመጣጠን፡-

ከፍተኛ ትክክለኛነት ይበልጥ ትክክለኛ የሆነ የማሽን ስራን (አነስተኛ የአየር ክፍተት፣ ከፍተኛ ትኩረትን)፣ ከፍተኛ ጥራት ያላቸውን ቁሳቁሶች (ከፍተኛ ደረጃ የሲሊኮን ብረት)፣ ይበልጥ ውስብስብ ንድፎችን (ለምሳሌ ተጨማሪ ምሰሶ ጥንዶች፣ ክፍልፋይ ክፍተቶች) እና ጥብቅ ሂደቶችን ያመለክታል፣ ይህም ከፍተኛ ወጪን ይጨምራል።

3. የሙቀት መንሳፈፍ

፡ ጠመዝማዛ የመቋቋም አቅም እና የሲሊኮን ብረት ባህሪያት ከሙቀት ጋር ይለዋወጣሉ, ስፋት እና ደረጃ መንሸራተትን ያስከትላል. በወረዳው ውስጥ ወይም በሶፍትዌር ውስጥ ማካካሻ ያስፈልጋል, ወይም በኤሌክትሮማግኔቲክ ዲዛይን ጊዜ ጥሩ የሙቀት መረጋጋት ያላቸው ቁሳቁሶች መመረጥ አለባቸው.

ማጠቃለያ

የንድፍ ምክሮች:

1. በዝርዝሮች ይጀምሩ

፡ በመጀመሪያ ትክክለኛነትን፣ መጠንን እና አካባቢን በተመለከተ የመተግበሪያዎን ሁኔታ ልዩ መስፈርቶች በደንብ ይረዱ።

2. የተረጋገጡ መፍትሄዎችን መጠቀም፡-

የተረጋገጠ እና አስተማማኝ መነሻ በመሆናቸው ክላሲክ ፖል-ስሎት ጥምረቶችን (ለምሳሌ 4-2፣ 8-4) ይጀምሩ።

3. የማስመሰል-ነክ ንድፍ: በንድፈ

-ሀሳባዊ ስሌቶች ላይ አያቁሙ; ለማስመሰል እና ለማመቻቸት ፓራሜትሪክ ሞዴል ለመፍጠር ወዲያውኑ FEM ሶፍትዌርን ይጠቀሙ። ይህ የዲዛይን ስኬት ደረጃዎችን ለማሻሻል እና የእድገት ዑደቶችን ለማሳጠር ቁልፍ ነው።

4. ተደጋጋሚ እና ሙከራ፡-

ፕሮቶታይፕ ከገነቡ በኋላ አጠቃላይ የአፈጻጸም ሙከራዎችን (ስህተት፣ የሙቀት መጨመር፣ ንዝረት፣ ወዘተ) ያካሂዱ፣ ከአስመሳይ ውጤቶች ጋር ያወዳድሩ፣ የልዩነት መንስኤዎችን ይተንትኑ እና ወደ ቀጣዩ የንድፍ ድግግሞሽ ይቀጥሉ።

5. በሲስተም ደረጃ ያስቡ

፡ የመፍታት ዳሳሹን እና የታችኛውን የ RDC ወረዳ እንደ የተቀናጀ ስርዓት ያስቡ እና ያርሙ።

የተለዋዋጭ እምቢተኝነት ፈታሾች ንድፍ ተደጋጋሚ የንድፈ ሐሳብ፣ የማስመሰል እና የሙከራ ዑደቶችን የሚፈልግ በጣም ተግባራዊ ቴክኖሎጂ ነው።