Quasi a mità di u cunsumu di energia di u mondu hè cunsumatu da i mutori, cusì l'alta efficienza di i mutori hè chjamata a misura più efficace per risolve i prublemi energetichi di u mondu.
In generale, si riferisce à a trasfurmazioni di a forza generata da a corrente chì scorri in u campu magneticu in azzione rotativa, è in un sensu largu, include ancu l'azzione lineale.Sicondu u tippu di alimentazione guidata da u mutore, pò esse divisu in muturi DC è AC.Sicondu u principiu di a rotazione di u mutore, pò esse divisu in e seguenti categurie.(eccettu i motori speciali)
Motor AC AC Motor brushed: U mutore brushed largamente utilizatu hè generalmente chjamatu DC motor.Un elettrodu chjamatu "spazzola" (lato stator) è un "commutatore" (lato armatura) sò cuntattate sequenzialmente per cambià u currente, eseguendu cusì una azione rotatoria.Motore DC senza spazzola: ùn hà micca bisognu di spazzole è commutatori, ma usa funzioni di commutazione cum'è transistor per cambià a corrente è eseguisce a rotazione.Motor stepper: Stu mutore travaglia in sincronia cù u putere di impulsu, per quessa hè ancu chjamatu mutore di impulsu.A so caratteristica hè chì pò facilmente realizà u funziunamentu di posizionamentu precisu.Motore asincronu: A corrente alternata face chì u stator produca un campu magneticu rotativu, chì face chì u rotore pruduce corrente indotta è rote sottu a so interazzione.Motore AC (corrente alternante) Motore sincronu: corrente alternata crea un campu magneticu rotativu, è u rotore cù poli magnetichi gira per via di l'attrazione.A rata di rotazione hè sincronizzata cù a freccia di putenza.
On currenti, campu magneticu è forza Prima di tuttu, in ordine per facilità a seguente spiegazione di principiu di mutore, andemu à riviseghjà i liggi basi / regule circa currenti, campu magneticu è forza.Ancu s'ellu ci hè un sintimu di nostalgia, hè faciule di scurdà di sta cunniscenza si ùn utilizate micca spessu cumpunenti magnetichi.
Cumu gira u mutore?1) u mutore gira cù l'aiutu di i magneti è a forza magnetica.Intornu à un magnetu permanente cù un arbre rotativu, ① girà u magnetu (per generà un campu magneticu rotativu), ② secondu u principiu chì i diversi poli di u polu N è u polu S attranu è u listessu livellu repellenu, ③ u magnetu cù un l'arbulu rotativu girà.
U currente chì scorri in u filu provoca un campu magneticu rotanti (forza magnetica) intornu à ellu, cusì chì u magnetu gira, chì hè in realtà u stessu statu d'azzione cum'è questu.
Inoltre, quandu u filu hè feritu in una bobina, a forza magnetica hè sintetizzata, furmendu un grande flussu di campu magneticu (flussu magneticu), risultatu in un N-pole è un S-pole.Inoltre, inserendu u core di ferru in u cunduttore in forma di bobina, e linee di u campu magneticu diventanu facili da passà è ponu generà forza magnetica più forte.2) Mutore rotativu attuale Quì, cum'è un metudu praticu di rotazione di a macchina elettrica, hè introduttu u metudu di fabricazione di un campu magneticu rotativu utilizendu AC trifase è bobina.(L'AC trifase hè un signalu AC cù un intervallu di fasi di 120.) I bobine avvolte intornu à u core di ferru sò divisi in trè fasi, è bobine di fase U, bobine di fase V è bobine di fase W sò disposti à intervalli di 120. I bobine cù alta tensione generanu N poli, è e bobine cù bassa tensione generanu S poli.Ogni fase cambia secondu una onda sinusoidale, cusì a polarità (polo N, polu S) generata da ogni bobina è u so campu magneticu (forza magnetica) cambierà.À questu tempu, basta à guardà e bobine chì generanu N poli, è cambiate in l'ordine di bobina di fase U → bobina di fase V → bobina di fase W → bobina di fase U, cusì rotante.Struttura di un picculu mutore A figura seguente mostra a struttura generale è a comparazione di u mutore stepping, u mutore DC brushed è u mutore DC brushless.I cumpunenti basi di sti mutori sò principalmente bobine, magneti è rotori.Inoltre, per via di diversi tipi, sò divisi in u tipu fissu di bobina è u tipu fissu magnetu.
Quì, u magnetu di u brush DC motoru hè fissu à l'esternu, è a bobina gira à l'internu.A spazzola è u commutatore sò rispunsevuli di furnisce u putere à a bobina è di cambià a direzzione attuale.Quì, a bobina di u mutore brushless hè fissata à l'esternu è u magnetu gira à l'internu.A causa di i diversi tipi di muturi, e so strutture sò diffirenti ancu s'è i cumpunenti basi sò listessi.Serà spiegatu in detail in ogni parte.Brushed motor Structure di spazzola mutore Di seguito hè l 'apparizione di u brushed DC mutore spissu usatu in u mudellu, è u schema splodu schematic di u mutore ordinariu di dui poli (dui magneti) tri-slot (trè bobine).Forsi assai persone anu l'esperienza di disassemble u mutore è caccià u magnetu.Pò esse vistu chì u magnetu permanente di u brush DC motoru hè fissu, è a bobina di u brush DC motoru pò rotà intornu à u centru internu.U latu fissu hè chjamatu "stator" è u latu rotativu hè chjamatu "rotor".
Principiu di rotazione di u mutore di a spazzola ① Rotate in senso antiorario da u statu iniziale A bobina A hè in cima, culligandu l'alimentazione à a spazzola, è lasciate u latu manca (+) è u latu drittu (-).Un grande currente scorri da a spazzola sinistra à a bobina A attraversu u commutatore.Questa hè una struttura in quale a parte superiore (fora) di a bobina A diventa u polu S.Siccomu 1/2 di u currente di a bobina A scorri da a spazzola sinistra à a bobina B è a bobina C in a direzzione opposta à a bobina A, i lati esterni di a bobina B è a bobina C diventanu poli N deboli (indicati da lettere ligeramente più chjuche in u figura).U campu magneticu generatu in queste bobine è a repulsione è l'attrazione di i magneti facenu chì e bobine giranu in senso antiorario.② ulteriore rotazione in senso antiorario.In seguitu, si assume chì a spazzola diritta hè in cuntattu cù dui commutatori in u statu chì a bobina A gira in senso antiorario da 30 gradi.U currente di a bobina A scorri continuamente da a spazzola di manca à a spazzola diritta, è a parte esterna di a bobina mantene u polu S.U listessu currente chì a bobina A scorri per a bobina B, è l'esterno di a bobina B diventa un N-pole più forte.Siccomu i dui estremità di a bobina C sò cortocircuiti da spazzole, ùn ci hè micca un flussu di corrente è nisun campu magneticu hè generatu.Ancu in questu casu, serà sottumessu à a forza di rotazione in senso antiorario.Da ③ à ④, a bobina superiore riceve continuamente a forza chì si move à manca, è a bobina inferiore riceve continuamente a forza chì si move à diritta, è cuntinueghja à rotà in senso antiorario.Quandu a bobina gira à ③ è ④ ogni 30 gradi, quandu a bobina si trova sopra à l'assi horizontale cintrali, u latu esternu di a bobina diventa S pole;Quandu a bobina si trova sottu, diventa N pole, è stu muvimentu hè ripetutu.In altri palori, a bobina superiore hè sottumessu ripetutamente à una forza chì si move à a manca, è a bobina inferjuri hè sottumessa ripetutamente à una forza chì si move à a diritta (i dui in senso antiorario).Questu face chì u rotore rote sempre in senso antiorario.Se l'alimentazione hè cunnessa à a spazzola sinistra opposta (-) è a spazzola diritta (+), un campu magneticu cù direzzione opposta serà generatu in a bobina, cusì a direzzione di a forza applicata à a bobina hè ancu opposta, vultendu in senso orariu. .Inoltre, quandu u fornimentu di energia hè disconnected, u rotore di u mutore di spazzola fermarà a rotazione perchè ùn ci hè micca un campu magneticu per mantene a rotazione.Motore trifase senza spazzole a onda piena Aspetto è struttura di u mutore senza spazzole trifase à onda piena
Schema di a struttura interna è u circuitu equivalente di a cunnessione di a bobina di u mutore brushless trifase full-wave In seguitu hè u schema schematicu di a struttura interna è u schema di circuitu equivalente di a cunnessione di a bobina.U schema di struttura interna hè un esempiu simplice di un mutore di 2 poli (2 magneti) 3 slot (3 bobine).Hè simile à a struttura di u mutore di spazzola cù u listessu numeru di poli è slot, ma u latu di a bobina hè fissu è u magnetu pò rotà.Di sicuru, ùn ci hè micca spazzola.In questu casu, a bobina adopta u metudu di cunnessione Y, è l'elementu semiconductor hè adupratu per furnisce u currente à a bobina, è l'influssu è u flussu di corrente sò cuntrullati secondu a pusizione di u magnetu rotativu.In questu esempiu, un elementu Hall hè adupratu per detectà a pusizione di u magnetu.L'elementu Hall hè dispostu trà e bobine, è rileva a tensione generata secondu a forza di u campu magneticu è l'utiliza cum'è infurmazione di pusizioni.In l'imaghjini di u mutore di spindle FDD datu prima, pò ancu esse vistu chì ci hè un elementu Hall (sopra a bobina) trà a bobina è a bobina per detectà a pusizione.L'elementu Hall hè un sensoru magneticu ben cunnisciutu.A magnitudine di u campu magneticu pò esse cunvertisce in a magnitudine di tensione, è a direzzione di u campu magneticu pò esse rapprisintatu da pusitivu è negativu.
Principiu di rotazione di u mutore brushless trifase full-wave In seguitu, u principiu di rotazione di u mutore brushless serà spiegatu secondu i passi ① ~ ⑥.Per una comprensione faciule, u magnetu permanente hè simplificatu da circular à rettangulare quì.① In a bobina trifase, lasciate chì a bobina 1 sia fissata in a direzzione di 12 ore di l'orologio, a bobina 2 sia fissata in a direzzione di 4 ore di l'orologio, è a bobina 3 sia fissata in l'8 ore. direzzione di l'ora di u clock.Chì u polu N di u magnetu permanente di 2 poli sia à a manca è u polu S sia à a diritta, è pò rotà.Un currente Io scorri in a bobina 1 per generà un campu magneticu S-pole fora di a bobina.U currente Io/2 scorri da a bobina 2 è a bobina 3 per generà un campu magneticu N-pole fora di a bobina.Quandu i campi magnetichi di a bobina 2 è a bobina 3 sò sintetizzati in vettori, un campu magneticu N-pole hè generatu in discendenza, chì hè 0,5 volte a dimensione di u campu magneticu generatu quandu u currente Io passa per una bobina, è quandu hè aghjuntu à u magneticu. campu di bobina 1, diventa 1,5 volte.Questu pruducerà un campu magneticu cumpostu cù un angulu di 90 relative à u magnetu permanente, cusì u torque massimu pò esse generatu è u magnetu permanente gira in senso orariu.Quandu u currente di a bobina 2 hè ridutta è a currente di a bobina 3 hè aumentata secondu a pusizione di rotazione, u campu magneticu resultanti gira ancu in u sensu orariu, è u magnetu permanente cuntinueghja ancu à rotà.② Quandu hè rotatu da 30 gradi, u currenti Io scorri in a bobina 1, cusì chì u currente in a bobina 2 hè zero, è u currente Io scorri fora di a bobina 3. U latu esternu di a bobina 1 diventa un polu S. è a parte esterna di a bobina 3 diventa un polu N.Quandu i vettori sò cumminati, u campu magneticu generatu hè √3 (≈1.72) volte chì generatu quandu u currente Io passa per una bobina.Questu pruducia ancu un campu magneticu risultatu à un angolo di 90 cù u rispettu à u campu magneticu di u magnetu permanente, è rotate in u sensu orariu.Quandu u currente di flussu Io di a bobina 1 hè ridutta secondu a pusizione di rotazione, u currente di flussu di a bobina 2 hè aumentatu da zero, è u currente di flussu di a bobina 3 hè aumentatu à Io, u campu magneticu resultante gira ancu in u sensu orariu, è u magnetu permanente cuntinueghja à rotà.En supposant que chaque courant de phase soit sinusoïdal, la valeur du courant ici est io× sin (π 3) = io× √ 32. Grâce à la synthèse vectorielle du champ magnétique, le champ magnétique total est (√ 32) 2× 2 = 1,5 fois le campu magneticu generatu da una bobina.※.Quandu ogni corrente di fase hè onda sinusoidale, ùn importa induve si trova u magnetu permanente, a magnitudine di u campu magneticu compostu vettore hè 1,5 volte di u campu magneticu generatu da una bobina, è u campu magneticu forma un angolo di 90 gradi in quantu à u campu magneticu di u magnetu permanente.③ In u statu di cuntinuà a rotazione di 30 gradi, a corrente Io/2 scorri in a bobina 1, a currente Io/2 scorri in a bobina 2, è a currente Io scorri da a bobina 3. U latu esterno di a bobina 1 diventa u polu S. , a parte esterna di a bobina 2 diventa u polu S, è u latu esternu di a bobina 3 diventa u polu N.Quandu i vettori sò cumminati, u campu magneticu generatu hè 1,5 volte quellu generatu quandu u currente Io scorri per una bobina (u stessu cum'è ①).Quì, un campu magneticu sinteticu cù un angolo di 90 gradi relative à u campu magneticu di u magnetu permanente serà ancu generatu è giratu in u sensu orariu.④～⑥ Rotate in u listessu modu cum'è ① ~ ③.In questu modu, se u currente chì scorri in a bobina hè cambiatu continuamente secondu a pusizione di u magnetu permanente, u magnetu permanente girarà in una direzzione fissa.In listessu modu, se u currente scorri in a direzzione opposta è u campu magneticu sinteticu hè invertitu, girarà in senso antiorario.A figura seguente mostra a corrente di ogni bobina in ogni passu da ① à ⑥.Per mezu di l'intruduzioni sopra, duvemu esse capace di capiscenu a relazione trà u cambiamentu attuale è a rotazione.stepmotor Stepping Motor hè un tipu di mutore chì pò cuntrullà l'angulu di rotazione è a velocità di manera sincrona è precisa cù u signale di impulsu.U mutore stepping hè ancu chjamatu "motore di impulsu".U mutore stepping hè largamente utilizatu in l'equipaggiu chì necessita di pusizioni perchè pò realizà un posizionamentu precisu solu per un cuntrollu in ciclu apertu senza usà sensore di pusizione.Struttura di mutore stepping (bipolar bifase) In l'esempii di l'apparenza, l'apparenza di i motori stepping HB (ibridi) è PM (magneti permanenti) sò datu.U diagramma di struttura in u mezu mostra ancu a struttura di HB è PM.U mutore stepper hè una struttura cù bobina fissa è magnete permanente rotanti.U diagramma cuncettuale di a struttura interna di u mutore stepping à a diritta hè un esempiu di u mutore PM cù bobine bifasi (dui gruppi).In l'esempiu di struttura di basa di u mutore stepping, a bobina hè disposta à l'esternu è u magnetu permanente hè dispostu à l'internu.In più di duie fasi, ci sò parechji tipi di bobine cù trè fasi è cinque fasi uguali.Certi mutori stepping hannu altri strutturi differente, ma in ordine di presentà i so principii di travagliu, stu articulu dà a struttura di basi di mutori stepping.Attraversu stu articulu, speru di capisce chì u mutore stepping basalmenti adopta a struttura di a fissazione di bobina è a rotazione di magnetu permanente.Principiu di funziunamentu di basa di u mutore stepping (eccitazione monofase) I seguenti usi per intruduce u principiu di funziunamentu di basa di u mutore stepping.① U currente scorri da u latu manca di a bobina 1 è esce da u latu drittu di a bobina 1. Ùn lasciate micca u currente flussu attraversu a bobina 2. À questu tempu, l'internu di a bobina sinistra 1 diventa N, è l'internu di a bobina 1. a bobina dritta 1 diventa S.. Per quessa, u magnetu permanente mediu hè attrattu da u campu magneticu di a bobina 1, è si ferma in u statu di u latu manca S è u latu drittu N.. ② Stop the current in bobina 1, cusì chì u currente scorri da a parte superiore di a bobina 2 è esce da a parte inferiore di a bobina 2. U latu internu di a bobina superiore 2 diventa N è u latu internu di a bobina inferiore 2 diventa S .. U magnetu permanente hè attrattu da u so campu magneticu è ferma a rotazione 90 in u sensu orariu.③ Ferma u currente in a bobina 2, cusì chì u currente scorri da u latu drittu di a bobina 1 è esce da u latu manca di a bobina 1. L'internu di a bobina sinistra 1 diventa S, è l'internu di a bobina diritta 1. diventa N .. U magnetu permanente hè attrattu da u so campu magneticu, è gira in senso orariu per un altru 90 gradi per piantà.④ Ferma u currente in a bobina 1, cusì chì u currente scorri da u latu più bassu di a bobina 2 è esce da u latu superiore di a bobina 2. L'internu di a bobina superiore 2 diventa S, è l'internu di a bobina 2. bobina inferjuri 2 diventa N .. U magnetu permanente hè attrattu da u so campu magneticu, è gira in u sensu orariu per un altru 90 gradi à piantà.U mutore stepping pò esse rotatu cambiando u currente chì scorri attraversu a bobina in l'ordine sopra da ① à ④ attraversu u circuitu elettronicu.In questu esempiu, ogni accionamentu di u cambiamentu rotarà u mutore stepping da 90. Inoltre, quandu u currente scorri continuamente attraversu una certa bobina, pò mantene u statu di stop è fà chì u mutore stepping hà u torque di mantene.A propositu, se u currente chì passa per a bobina hè invertitu, u mutore stepper pò esse giratu in a direzzione opposta.
