Դիզայնի հիմնական կետերը փոփոխական դժկամության լուծումների համար

I. Փոփոխական դժկամության լուծումների հիմնական սկզբունքները

Նախ, դիզայնը հասկանալու համար պետք է հասկանալ դրա հիմնարար տարբերությունները վերքերի ավանդական ռոտորի լուծումներից.

· Ավանդական լուծիչ. Թե Սատգը, եւ Ռոտորը ոլորուններ են ունենում: Հուզիչ ազդանշանը եւ ելքային ազդանշանը էլեկտրամագնիսականորեն պայմանավորված են օդի բացը:

· Փոփոխական դժկամություն (VR) լուծիչ. Միայն ստատորը ունի ոլորուններ : Rotor- ը ոչ վերքի ֆերմագնացության բաղադրիչ է, որը պատրաստված է ակնառու բեւեռներից կամ ատամնավոր կառույցից: Դրա աշխատանքային սկզբունքը հիմնված է դժկամության տատանումների վրա.

o Ստացիոնար ոլորուններ. Սովորաբար ներառում են մեկ հուզիչ ոլորուն (հիմնական) եւ երկու ելքային ոլորուն (սինուս եւ կոսրոններ, միջնակարգ), որոնք տարածականորեն օրթոգոնալ են (90 էլեկտրական աստիճան):

o Rotor Rotation. Երբ ակնհայտ բեւեռներով ռոտորը պտտվում է, այն փոխում է օդի բացը եւ մագնիսական միացման դժկամությունը:

o Ազդանշանի մոդուլյացիա. Օդի բացման դեմ պայքարի փոփոխությունը (ամպլիտուդդիտուդության մոդուլյացիա) Լարման ամպլիտուդը, որը պայմանավորված է ելքային ոլորուններում, հուզմունքով մագնիսական դաշտի միջոցով: Երկու ելքային ոլորունների ամպլիտուդային ծրարները համապատասխանաբար ռոտորային անկյունի սինուսոիդային եւ կոսինի գործառույթներն են:

Դրա առավելություններն են. Պարզ կառուցվածք, կոպիտ եւ ամուր (խոզանակ), ցածր գին, բարձր հուսալիություն, արագընթաց եւ բարձր ջերմաստիճանների միջավայրեր դիմակայելու ունակություն : Անբարենպաստությունն այն է, որ ճշգրտությունն ու գծայինությունը սովորաբար փոքր-ինչ ցածր են, քան բարձր ճշգրտության վերքերի ռոտորային լուծիչները:

II. Դիզայնի գործընթաց եւ հիմնական նկատառումներ

Դիզայնի գործընթացը iterative է եւ սովորաբար հետեւում է այս քայլերին.

1. Սահմանել դիզայնի բնութագրերը

Սա բոլոր նմուշների մեկնարկային կետն է եւ պետք է նախ պարզաբանվի.

· Բեւեռային զույգերի քանակը (P). Որոշում է էլեկտրական եւ մեխանիկական անկյունների միջեւ փոխհարաբերությունները (θ_ELECTRIC = P * θ_ Մեխանիկական): Ընդհանուր կազմաձեւերը կազմում են 1 բեւեռային զույգ (միաբեւեռ) եւ 2 բեւեռ զույգ (երկբեւեռ): Բեւեռային զույգերի քանակը ազդում է ճշգրտության եւ առավելագույն արագության վրա:

· Acr շգրտության պահանջներ. Սովորաբար արտահայտվում է ArcInutes (') կամ Milliradians (MRAD): Բարձր ճշգրտության ձեւավորումները պահանջում են չափազանց մեծ պահանջներ արտադրության, նյութերի եւ մագնիսական դաշտի ներդաշնակ ճնշման վերաբերյալ:

· Մուտքի գրգռման ազդանշան. Հցախածության լարման ամպլիտուդիտը, հաճախությունը (ընդհանուր են 4khz, 10khz եւ այլն), ալիքաձեւ (սովորաբար sinusoidal):

· Տրանսֆորմացիայի հարաբերակցությունը (TR). Արդյունքային լարման հարաբերակցությունը մուտքային լարման (առավելագույն զուգակցման դիրքում):

· Էլեկտրամոնտաժ. Ներառում է գործառույթի սխալ, զրոյական լարման սխալ, փուլային սխալ եւ այլն:

· Օպերացիոն միջավայր. Temperature երմաստիճանի միջակայքը, թրթռում, ցնցում, խոնավություն, ներգանգերի պաշտպանության (IP) վարկանիշ:

· Չափսի սահմանափակումներ. Արտաքին տրամագիծ, ներքին ծակոտկեն, հաստությունը (երկարությունը):

· Impedance պարամետրեր. Մուտքային / ելքային դիմադրություն, հետեւելով համընկնում հետագա միացման հետ:

2-ը: Էլեկտրամագնիսական դիզայն - հիմնական մաս

· Ստատիկ / Ռոտոր լամինացման ձեւավորում.

o Նյութի ընտրություն. Սովորաբար օգտագործում է սիլիկոնային պողպատե թերթեր, բարձր թափանցելիություն եւ երկաթի ցածր կորուստ (օրինակ, DW540, 50JN400):

o Բեւեռային ինքնագործում համադրություն. Սա դիզայնի հոգին է: Պետք է որոշվի Ստատիկ slots (ZS) եւ Rotor- ի ակնհայտ բեւեռների թիվը (ZR): Ամենատարածված համադրությունը ZR = 2P (ռոտորների բեւեռների քանակը հավասար է բեւեռային զույգերի քանակի), իսկ ZS- ը, ZR- ի բազմակի: Օրինակ, մի հսկայական լուծիչ (p = 1) հաճախ օգտագործում է ZS = 4, zr = 2 ; Երկկողմանի լուծիչ (P = 2) հաճախ օգտագործում է ZS = 8, zr = 4 կամ ZS = 12, zr = 6.

o Ինքնագործող / բեւեռի ձեւ. Ատամների ձեւը (զուգահեռ, խցանված) ազդում է մագնիսական դաշտի բաշխման եւ ներդաշնակ բովանդակության վրա: Չափերը, ինչպիսիք են ատամի լայնությունը, անցքերի բացման լայնությունը եւ լուծի հաստությունը, անհրաժեշտ է օպտիմիզացիա `առավելագույնը մագնետո-շարժիչ ուժը (MMF) առավելագույնի հասցնելու եւ անցքային ներդաշնակությունը նվազագույնի հասցնելու համար:

o Օդային բաց. Օդի բացի չափը կարեւորագույն վաճառք է: Մի փոքր օդային բացը մեծացնում է վերափոխման հարաբերակցությունը եւ ազդանշանային ուժը, բայց մեծացնում է արտադրության դժվարությունը, էքսցենտրիկության նկատմամբ զգայունությունը եւ պտույտի ծպտումը: Հակառակ ազդեցություն ունի օդի մեծ բացը: Սովորաբար նախագծված է 0,05 մմ-ի սահմաններում `0.25 մմ:

· Ոլորուն դիզայն.

o Տեսակը. Սովորաբար բաշխված ոլորունները կամ կենտրոնացված (ատամի) ոլորունները օգտագործվում են: Բաշխված ոլորունները (մի կծիկով թեքում են բազմաթիվ slots) արտադրում են ավելի sinusoidal մագնիսական դաշտ, բայց արտադրության ավելի բարդ են. Խտացված ոլորունները ավելի պարզ են, բայց ունեն ավելի բարձր ներդաշնակություն:

O հերթի հաշվարկ. Հիմք ընդունելով թիրախային վերափոխման հարաբերակցությունը, հուզիչ լարման եւ հաճախականության վրա, որոշեք հուզիչ ոլորունների եւ սինուսների / կոսնձի ոլորունների շրջադարձերի քանակը էլեկտրամագնիսական հաշվարկի միջոցով: Երկու ելքային ոլորունների շրջադարձերի քանակը պետք է լինի խստորեն նույնական:

o Միացման մեթոդ. Ապահովեք, որ սինն ու կոսինձը խստորեն 90 էլեկտրական աստիճան են տարածված:

3: Մագնիսական դաշտի սիմուլյացիա եւ օպտիմիզացում (FEA մոդելավորում) - Նախագծման հիմնական գործիք

Զուտ վերլուծական հաշվարկները շատ բարդ եւ անբավարար ճշգրիտ են: Finite Element Analysis (FEA) ծրագրակազմ (օրինակ, JMag, Ansys Maxwell, Simcenter Magnet) էական:

· Ստատիկ դաշտի սիմուլյացիա. Հաշվարկեք մագնիսական դաշտի բաշխումը, ինդուկտացիայի մատրիցը եւ ելքային ներուժը տարբեր ռոտորային անկյուններում:

· Անցումային դաշտի սիմուլյացիա. Դիմեք իրական հուզիչ լարումը `ելքային լարման ալիքի ձեւը մոդելավորելու համար, ավելի ճշգրիտ արտացոլելով կատարումը:

· Պարամետրային օպտիմիզացում. Կատարել պարամետրային ավլումներ եւ հիմնական չափերի օպտիմալացում ատամի ձեւի, օդի բացման եւ բնիկների բացում `նվազագույնի հասցնելու սխալը (օրինակ, առավելագույնի հասցումը:

· Սխալների վերլուծություն. Հաշվարկեք էլեկտրական սխալը սիմուլյացիայի եւ վերլուծության սխալի աղբյուրների միջոցով (օրինակ, ներդաշնակություն, Cogging Effect):

4. Մեխանիկական կառուցվածքի ձեւավորում

· Բնակարանային եւ առանցքակալներ. Դիզայնի աջակցության կառուցվածքը եւ ընտրեք համապատասխան առանցքակալներ `ռոտորի եւ ստատորի եւ օդի բացերի նվազագույն տատանումների միջեւ կենտրոնացման համար:

· Լիսեռ կապ. Դիզայնի ստեղնաշար, հարթ ծակոտկեն կամ սերվո ինտերֆեյս `ապահովելու համար հուսալի կապ եւ հետիոտնազերծող փոխանցում ավտոմեքենաների լիսեռով:

The երմային կառավարում. Դիտարկենք ջերմության եւ երկաթի կորուստներից ջերմային սերունդը `բարձր ջերմաստիճանի միջավայրում գերտաքացում կանխելու համար: Ther երմային ուղու ձեւավորումն անհրաժեշտ է երբեմն:

· Էլեկտրամագնիսական պաշտպանություն. Անհրաժեշտության դեպքում ավելացնել վահան `արտաքին մագնիսական դաշտերից միջամտությունը կանխելու համար:

5. ազդանշանային մշակման միացման նկատառումները

Չնայած լուծողի մարմնի դիզայնի մաս չէ, այն պետք է համարվի սիներգետիկորեն.

· RDC (լուծման-թվային փոխարկիչ). Ընտրեք RDC չիպ (օրինակ, AD2S1205, AU6802), որը համապատասխանում է լուծողի դիմադրությանը եւ հուզմունքին: Մուտքի դիմադրության համընկնումը պահանջվում է դիզայնի ընթացքում:

· Հուզիչ սկավառակի միացում. Պահանջում է էներգիայի միացման միացում, որը ունակ է մաքուր, կայուն սինուսային ալիք տրամադրել:

· Ֆիլտրի միացում. Զտեք ելքային ազդանշանները `գերակշռելու բարձր հաճախականության աղմուկը եւ ներդաշնակությունը:

III. Դիզայնի մարտահրավերներ եւ հիմնական տեխնոլոգիաներ

1. Հարմոնիկ ճնշում. Դրա դժկամության տատանումների ոչ գծայինության պատճառով VR լուծողի ելքային լարումը պարունակում է հարուստ ներդաշնակություն, որոնք սխալի հիմնական պատճառն են: նման մեթոդներ , skewing (slots կամ բեւեռներ), եւ ստատորի ատամների վրա օժանդակ լոլեր ավելացնելը Բեւեռային բնութագրերի համադրման օպտիմիզացման կարող է արդյունավետորեն ճնշել ներդաշնակությունը:

2. Հավասարակշակի հավասարակշռում եւ արժեք. Բարձր ճշգրտությունը ենթադրում է ավելի ճշգրիտ հաստոցներ (ավելի փոքր օդափոխիչ, ավելի բարձր կենտրոնանյութ), ավելի բարձրորակ նյութեր (բարձրորակ սիլիկոնային պողպատ), ավելի բարդ ձեւեր, որոնք հանգեցնում են կտրուկ աճող ծախսերի:

3. Temperature երմաստիճանի ամպեր. Ողնաշարի դիմադրությունը եւ սիլիկոնային պողպատից փոխելու հատկությունները ջերմաստիճանը, առաջացնում են ամպլիտուդ եւ փուլային ամպեր: Անհրաժեշտ է փոխհատուցում, կամ ծրագրակազմում անհրաժեշտ է, կամ էլեկտրամագնիսական դիզայնի ընթացքում պետք է ընտրվեն լավ ջերմաստիճանի կայունություն ունեցող նյութեր:

Ամփոփություն

Դիզայնի առաջարկություններ.

1. Սկսեք բնութագրերից. Նախ, մանրակրկիտ հասկացեք ձեր դիմումի սցենարի հատուկ պահանջները ճշգրտության, չափի եւ շրջակա միջավայրի վերաբերյալ:

2. Լծակներ ապացուցված լուծումներ. Սկսեք դասական բեւեռային ինքնագործող համադրություններով (օրինակ, 4-2, 8-4), քանի որ դրանք հաստատված եւ հուսալի մեկնարկային կետ են:

3. Մոդելավորում-պայմանավորված դիզայն. Մի կանգ առեք տեսական հաշվարկներում. Անմիջապես օգտագործեք FEM ծրագրակազմ `սիմուլյացիայի եւ օպտիմիզացման պարամետրային մոդել ստեղծելու համար: Սա առանցքային է դիզայնի հաջողության գների բարելավումը եւ զարգացման ցիկլերի կրճատումը:

4. Iterate and Test. Նախատիպը կառուցելուց հետո իրականացնել համապարփակ կատարողական թեստեր (սխալ, ջերմաստիճանի բարձրացում, թրթռում եւ այլն) համեմատեք սիմուլյացիայի արդյունքների հետ, վերլուծեք տարբերությունների պատճառները եւ անցեք հաջորդ ձեւավորման կրկնությանը:

5. Մտածեք համակարգի մակարդակում. Մտածեք եւ կարգաբերեք լուծողի ցուցիչը եւ Downstream RDC միացումը `որպես ինտեգրված համակարգ:

Փոփոխական դժկամության լուծումների ձեւավորումը խիստ գործնական տեխնոլոգիա է, որը պահանջում է տեսության, սիմուլյացիայի եւ փորձի կրկնվող ցիկլեր: