Гісторыя электрарухавікоў пачынаецца з 1820 года, калі Ганс Крысціян Остэр адкрыў магнітны эфект электрычнага току, а праз год Майкл Фарадэй адкрыў электрамагнітнае кручэнне і пабудаваў першы прымітыўны рухавік пастаяннага току.Фарадэй адкрыў электрамагнітную індукцыю ў 1831 годзе, але толькі ў 1883 годзе Тэсла вынайшаў індукцыйны (асінхронны) рухавік.Сёння асноўныя тыпы электрычных машын застаюцца нязменнымі: пастаянны ток, індукцыйныя (асінхронныя) і сінхронныя, усе заснаваныя на тэорыях, распрацаваных і адкрытых Альстэдам, Фарадэем і Тэслай больш за сто гадоў таму.
З моманту вынаходкі асінхроннага рухавіка ён стаў найбольш шырока выкарыстоўваным рухавіком сёння дзякуючы перавагам асінхроннага рухавіка перад іншымі рухавікамі.Асноўная перавага заключаецца ў тым, што для асінхронных рухавікоў не патрабуецца электрычнае злучэнне паміж нерухомай і верціцца часткамі рухавіка, такім чынам, яны не патрабуюць ніякіх механічных камутатараў (шчотак) і з'яўляюцца рухавікамі, якія не патрабуюць абслугоўвання.Асінхронныя рухавікі таксама маюць невялікі вага, нізкую інэрцыю, высокую эфектыўнасць і моцную перагрузачную здольнасць.У выніку яны таннейшыя, мацнейшыя і не падводзяць на высокіх хуткасцях.Акрамя таго, матор можа працаваць у выбуханебяспечнай атмасферы без іскраў.
Улічваючы ўсе вышэйпералічаныя перавагі, асінхронныя рухавікі лічацца ідэальнымі электрамеханічнымі пераўтваральнікамі энергіі, аднак механічная энергія часта патрабуецца пры зменных хуткасцях, дзе сістэмы рэгулявання хуткасці не з'яўляюцца дробяззю.Адзіны эфектыўны спосаб генераваць бесступенькавае змяненне хуткасці - забяспечыць трохфазнае напружанне з зменнай частатой і амплітудай для асінхроннага рухавіка.Хуткасць ротара залежыць ад хуткасці кручэння магнітнага поля, якое ствараецца статарам, таму патрабуецца пераўтварэнне частоты.Патрабуецца зменнае напружанне, імпеданс рухавіка зніжаецца на нізкіх частотах, а ток павінен быць абмежаваны шляхам зніжэння напружання сілкавання.
Да з'яўлення сілавой электронікі кіраванне асінхроннымі рухавікамі з абмежаваннем хуткасці дасягалася пераключэннем трох абмотак статара з трохкутніка на злучэнне ў зорку, што зніжала напружанне на абмотках рухавіка.Асінхронныя рухавікі таксама маюць больш за тры абмоткі статара, каб можна было змяняць колькасць пар полюсаў.Аднак рухавік з некалькімі абмоткамі каштуе даражэй, таму што для рухавіка патрабуецца больш за тры злучальныя порты і даступныя толькі пэўныя дыскрэтныя хуткасці.Іншы альтэрнатыўны метад рэгулявання хуткасці можа быць дасягнуты з дапамогай асінхроннага рухавіка з накручаным ротарам, дзе канцы абмоткі ротара наведзены на кантактныя кольцы.Аднак гэты падыход, відаць, пазбаўляе большасці пераваг асінхронных рухавікоў, у той жа час уносячы дадатковыя страты, якія могуць прывесці да нізкай прадукцыйнасці з-за паслядоўнага размяшчэння рэзістараў або рэактыўных супраціўленняў на абмотках статара асінхроннага рухавіка.
У той час вышэйпералічаныя метады былі адзінымі даступнымі для кантролю хуткасці асінхронных рухавікоў, і рухавікі пастаяннага току ўжо існавалі з прывадамі з бесступенькавай рэгуляваннем хуткасці, якія не толькі дазвалялі працаваць у чатырох квадрантах, але і ахоплівалі шырокі дыяпазон магутнасці.Яны вельмі эфектыўныя і валодаюць адпаведным кіраваннем і нават добрым дынамічным водгукам, аднак іх галоўным недахопам з'яўляецца абавязковае патрабаванне да шчотак.
у заключэнне
За апошнія 20 гадоў тэхналогія паўправаднікоў дасягнула велізарнага прагрэсу, забяспечыўшы неабходныя ўмовы для распрацоўкі адпаведных сістэм прывада асінхронных рухавікоў.Гэтыя ўмовы дзеляцца на дзве асноўныя катэгорыі:
(1) Зніжэнне выдаткаў і павышэнне прадукцыйнасці сілавых электронных камутацыйных прылад.
(2) Магчымасць рэалізацыі складаных алгарытмаў у новых мікрапрацэсарах.
Тым не менш, павінна быць зроблена перадумова для распрацоўкі прыдатных метадаў для кіравання хуткасцю асінхронных рухавікоў, складанасць якіх, у адрозненне ад іх механічнай прастаты, асабліва важная ў сувязі з іх матэматычнай структурай (шматпараметрная і нелінейная).
Час публікацыі: 5 жніўня 2022 г