Sw-motors.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Двигатели с переменным холостым ходом

Двигатели с переменным холостым ходом

1. Что такое шаговый двигатель?
Шаговый двигатель представляет собой силовой привод, который преобразует электрические импульсы в угловое перемещение. Говоря простым языком, когда шаговый привод получает импульсный сигнал, он приводит в действие двигатель, который в свою очередь начинает вращаться в заданном направлении под фиксированным углом, называемым углом шага. Величину углового перемещения можно регулировать путем установки количества импульсов, что позволяет достичь точного позиционирования. В то же время, скорость и ускорение вращения двигателя можно регулировать путем изменения частоты импульсов.

2. Какова классификация шаговых двигателей?
Шаговые двигатели обычно подразделяются на три типа: шаговые двигатели с постоянными магнитами (PM), шаговые двигатели с переменным магнитным сопротивлением (VR) и гибридные шаговые двигатели (HB).

Шаговые двигатели с постоянными магнитами, как правило, двухфазные. Крутящий момент и объем относительно небольшие, а угол шага, как правило, составляет 7,5 или 15 градусов.

Шаговые двигатели с переменным магнитным сопротивлением, как правило, трехфазные и способны создавать большой крутящий момент. Угол шага, в основном, 1,5 градуса. Высокий уровень шума и вибрации. Этот тип шагового двигателя вышел из применения в Европе, Соединенных Штатах и других развитых странах в 80-х годах 20 века.

Гибридные шаговые двигатели объединяют преимущества двигателей с постоянными магнитами и двигателей с переменным магнитным сопротивлением. Они могут быть двухфазными, трехфазными и пятифазными. Угол шага, как правило, составляет 1,8 градуса, 1,2 градуса и 0,72 градуса соответственно для 2-х, 3-х и 5-ти фазного двигателя. Среди шаговых двигателей на существующем рынке наиболее широкое распространение получили двухфазные модели.

3. Что такое удерживающий момент?
Удерживающий момент необходим статору для блокировки ротора, когда шаговый двигатель находится под напряжением, но не вращается. Как правило, крутящий момент шагового двигателя на низкой скорости близок к удерживающему моменту. Так как выходной крутящий момент уменьшается с увеличением скорости, выходная мощность также изменяется, и удерживающий момент становится одним из наиболее важных параметров шагового двигателея. Например, когда люди говорят «шаговый двигатель 2 Н·м», в случае отсутствия особых примечаний, это означает «шаговый двигатель с удерживающим моментом 2 Н·м».

4. Что такое фиксирующий момент?
Фиксирующей момент присутствует в обесточенном шаговом двигателе. Шаговые двигатели с переменным магнитным сопротивлением и роторами не из постоянных магнитных материалов не имеют фиксирующего момента.

5. Какова погрешность шагового двигателя? Она накапливается?
Погрешность шагового двигателя составляет ±5% угла шага и она не накапливается.

6. Какова допустимая температура поверхности шагового двигателя?
Перегрев шагового двигателя вызовет размагничивание магнитных материалов и приведет к снижению крутящего момента и сбою углов шага. Следовательно, максимальная допустимая температура поверхности двигателя зависит от точки размагничивания материалов, используемых в двигателе. Обычно, точка размагничивания магнитных материалов находится выше 130 ℃. Некоторые материалы имеют точку размагничивания на уровне 200 ℃. Поэтому, температура поверхности шагового двигателя в пределах 80-90 градусов по Цельсию совершенно нормальна.

7. Почему крутящий момент шагового двигателя снижается по мере увеличения скорости?
Когда шаговый двигатель вращается, индуктивность фазы обмотки двигателя образует обратную электродвижущую силу. Чем выше частота, тем больше обратная электродвижущая сила. Под действием обратной электродвижущей силы, фазовый ток уменьшается по мере увеличения частоты или скорости, что приводит к уменьшению крутящего момента.

8. Почему шаговый двигатель в состоянии нормально работать при низких скоростях, но не в состоянии стартовать на скорости выше определенного значения, а работа двигателя на таких сопровождается завыванием?
Шаговый двигатель имеет следующий технический параметр: стартовая частота холостого хода, которая является частотой импульсов, при которой шаговый двигатель может стартовать на холостом ходе. Если частота импульсов выше этого значения, то двигатель не может стартовать нормально, может случиться потеря шага или двигатель заглохнет. Начальная частота должна быть ниже в случае, когда двигатель под нагрузкой. Если необходимо достичь высокой скорости вращения, необходимо увеличивать частоту импульсов, то есть начать необходимо с низкой частоты, а затем повышать частоту импульсов на желаемое значение при помощи ускорения (повышение скорости двигателя с низкой до высокой).

9. Как устранить шум и вибрацию, которые возникают при работе на низких скоростях двухфазного гибридного шагового двигателя?
Шаговым двигателям присущи такие негативные особенности, как шум и вибрация при работе на низкой скорости. Их можно устранить следующими способами:
А. Если двигатель работает в области резонанса, изменяйте передаточное отношение или предпринимайте другие меры, чтобы избегать резонанса;
Б. Используйте приводы с функцией разделения. Это наиболее простой и часто используемый способ;
В. Замените двухфазный двигатель на двигатель с меньшим углом шага, например, на трехфазный или пяти-фазный шаговый двигатель;
Г. Замена двухфазного шагового двигателя на серводвигатель переменного тока для может почти полностью устранить шум и вибрацию, однако стоит такой двигатель относительно дорого;
Д. Зафиксируйте амортизатор двигателя для предотвращения резонанса с нижней пластиной. Этот распространенный метод позволяет значительно снизить шум.

10. Как количество разделений драйвера влияет на точность?
Технология разделения шагового двигателя по существу является технологией электронной разгрузки (пожалуйста, обратитесь к соответствующей литературе). Ее основной целью является ослабление или устранение низкочастотной вибрации шагового двигателя. Повышение точности работы двигателя является лишь сопутствующей функцией этой технологии. Например, существует двухфазный гибридный шаговый двигатель, угол шага которого составляет 1,8°. Если количество разделений драйвера установлено на 4, двигатель будет работать 0,45 ° на импульс. Но может ли точность двигателя может приблизиться или достичь 0,45°, зависит от точности управления током разделения и от других факторов. точность разделения драйвера от разных производителей может значительно изменяться. Чем больше число разделения, тем труднее контролировать точность.

Читать еще:  Что такое дата замены двигателя

11. Как определить источник питания постоянного тока для привода шагового двигателя?
А. Определение напряжения
Напряжение источника питания гибридного привода шагового двигателя, как правило, находится в пределах достаточно широкого диапазона (обычно от 12 до 48 В постоянного тока). Его выбирают в зависимости от рабочей скорости и отклика двигателя. Если двигатель вращается быстро и быстро реагирует, напряжение должно быть высоким. Но учтите, что пульсация напряжения источника питания не должна превышать максимальное входное напряжение привода, в противном случае привод может быть поврежден.

Б. Определение тока
Источник электропитания, как правило, определяется в соответствии с выходным фазным током (I) привода. Если применяется линейный источник питания, то сила тока может быть выбрана равной 1,1 или 1,3 от I. При использовании импульсного источника питания, ток может составлять от 1,5 до 2,0 от I.

12. Как отрегулировать направление вращения механизированного двухфазного шагового двигателя простым способом?
Это можно сделать, просто поменяв местами A+ и A- (или В+ и В-) проводки двигателя и привода.

При приобретении двигателя как правило возникает вопрос — какую модуль выбрать? На самом деле, при выборе двигателя нужно обратить внимание на два аспекта: параметры и размер.

Рабочие характеристики двигателя определяются по следующим параметрам:
Шаговый двигатель: угол шага, фаза тока, крутящий момент, сопротивление и др.
Бесщеточный двигатель или серводвигатель переменного тока: мощность, скорость, крутящий момент, приводной режим и др.

Для выбора размера, прежде всего следует обратить внимание на внешний диаметр или длину стороны и длину корпуса. В то же время, клиенты должны принять во внимание размер крышки и выступов, размеры вала, требования к выводящим проводам и другие факторы.

Возможно, у клиента есть определенные требования к двигателю, такие как гидроизоляция, высокая термостойкость, длительный срок службы и др. В таком случае вопрос об индивидуальной настройке и конфигурации решается с поставщиком отдельно.

Повреждения в результате обкатки двигателя на режиме холостого хода

Какие ошибки можно допустить при обкатке двигателя? Допускается ли многочасовая работа двигателя на режиме холостого хода после его установки? Какие повреждения могут возникнуть? В данной статье вы узнаете о том, как правильно обкатывать отремонтированные двигатели.

Рис. 1. Недостаток смазки при длитель-
ной работе на режиме холостого хода

СИТУАЦИЯ

На многих СТО или ремонтных предпри- ятиях практикуется вредный метод обкатки двигателя. После установки и запуска, двигатель оставляют работать на режиме холостого хода в течение нескольких часов или даже дней. Бытует неверное мнение о том, что данный метод обкатки является особо щядящим, так как при этом отсутствует нагрузка на двигатель, что позволяет избежать повреждений. В действительности происходит обратное: многочасовая работа на режиме холостого хода очень вредна для двигателя! Обкатка двигате- ля на режиме холостого хода недопусти- ма. Данный метод обкатки может привести к повышенному износу или повреждениям.

ПРОБЛЕМЫ, ВОЗНИКАЮЩИЕ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ОБКАТКИ НА РЕЖИМЕ ХОЛОСТОГО ХОДА

  • Из-за низкой частоты вращения масляный насос создает слишком низкое давление и не подает достаточного количества масла к местам смазывания.
  • Подшипники скольжения не смазы- ваются и не охлаждаются надлежа- щим образом. Грязь и продукты износа/приработки деталей не вымываются из мест установки подшипников.
  • Из зазоров в подшипниках скольже- ния вытесняется недостаточное количество масла. В результате слишком мало масла разбрызгива- ется на стенки цилиндров. Грязь и продукты износа/приработки деталей не вымываются маслом и приводят к повышенному износу двигателя уже на стадии обкатки (Рис. 1).
  • На режиме холостого хода не открывается нагнетательный клапан (стрелка на Рис. 1) для охлаждения поршня распыливанием масла. Поршень не охлаждается, а из-за слишком малого количества стекающего масла в недостаточной степени смазываются поршневой палец и вкладыш шатунного подшипника.
  • Турбонагнетатели плохо смазывают- ся и охлаждаются. Даже 20-ти минут работы на режиме холостого хода достаточно для повреждения турбонагнетателя. Это справедливо не только для процедуры обкатки, но и для обычной эксплуатации.
  • Удаленные от масляного насоса детали контура циркуляции масла, такие как распределительный вал, клапаны и коромысла, смазываются маслом в недостаточном количестве или не смазываются вовсе.
  • При работе на режиме холостого хода поршневые кольца не обеспечи- вают 100%-ого уплотнения. В результате, под действием прорыва- ющихся в картер горячих отработан- ных газов, нагреваются стенки цилиндров и разрушается масляная плёнка. При неблагоприятных условиях возможно также попадание масла в камеру сгорания. Следствие: из выхлопной трубы начинает выходить синий дым и капать масло.

Рис. 2: Непосредственное и опосредо-
ванное смазывание деталей распылива-
нием и разбрызгиванием масла

СМАЗЫВАНИЕ НА ПОВЫШЕННОЙ ЧАСТОТЕ ВРАЩЕНИЯ

На Рис. 2 схематично показано, как смазывается двигатель при средней частоте вращения. При работе на более высокой частоте вращения, давления масла достаточно для открывания клапанов масляных форсунок, обеспе- чивающих охлаждение поршней свежим маслом (01). Масло, стекающее затем из внутренних полостей поршней, дополнительно смазывает и охлаждает поршневые пальцы. Расположенные под поршнями поверхности стенок цилиндров в достаточной степени смазываются разбрызгиваемым маслом, поступаю- щим из мест установки подшипников скольжения коленчатого вала.

Читать еще:  Электрореактивный двигатель принцип работы

ОБКАТКА ДВИГАТЕЛЯ ПОСЛЕ РЕМОНТА

При отсутствии специального стенда, позволяющего выполнить обкатку по заданной программе, двигатель необходимо обкатывать в движении.

Двигатели с переменным холостым ходом

ХОЛОСТОЙ ХОД СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ

Под холостым ходом автономного синхронного генера­тора понимается такой режим его работы, при котором ро­тор вращается приводным двигателем, а обмотка якоря разомкнута. В этом случае магнитное поле машины созда­ется только током возбуждения. Это поле можно разло­жить на две составляющие: основное поле, магнитные ли­нии которого проходят через воздушный зазор и сцепляют­ся с обмоткой якоря, и поле рассеяния полюсов, магнитные линии которого сцепляются только с обмоткой возбуж­дения.

Магнитный поток основного поля при вращении полю­сов индуктирует в обмотке якоря ЭДС. К этой ЭДС и к на­пряжению на выводах генератора предъявляется требова­ние, чтобы их форма приближалась к синусоидальной. Это требование обусловлено тем, что при синусоидальных ЭДС и напряжении ток в якоре при линейном характере подключенной цепи также синусоидален. Вследствие этого сум­марные потери в генераторе и у потребителей минималь­ны, так как отсутствуют добавочные потери от высших гармонических. Критерием для оценки кривой ЭДС служит коэффициент искажения синусоидальности этой кривой, под которым понимается выраженное в процентах отноше­ние корня квадратного из суммы квадратов амплитудных (или действующих) значений высших гармонических со­ставляющих данной кривой к амплитудному (или дейст­вующему) значению основной гармонической этой кривой:

где ν — порядок гармонической составляющей.

Коэффициент искажения кривой линейных ЭДС в трех­фазных генераторах переменного тока 50 Гц не должен превышать 5 % для генераторов мощностью выше 100 кВ∙А и 10 % для генераторов мощностью до 100 кВ∙А.

Для получения кривой ЭДС, близкой к синусоиде, прежде всего необходимо, чтобы кривая магнитного поля возбуждения машины была по возможности синусоидаль­ной. В явнополюсной машине для этого зазор между полю­сом и статором делают неравномерным (рис. 20, а): обычно у краев полюса зазор берут в 1,5-2 раза больше, чем у середины. Распределение магнитной индукции в зазоре между полюсом и якорем при такой конфигурации его нако­нечника показано на рис. 20, б. Там же штриховой ли­нией для сравнения показана кривая магнитной индукции при равномерном зазоре. В неявнополюсной машине улучше­ние формы магнитного поля возбуждения достигается вы­бором соотношения между частями полюсного деления, имеющими и не имеющими об­мотку (рис. 21). Пренебре­гая влиянием пазов, создаю­щих некоторую ступенчатость в кривой МДС и магнитной индукции, можно принять, что МДС обмотки возбуждения, а также кривая магнитного поля распределены по окружности цилиндрического ро­тора с неявными полюсами по трапецеидальному закону. Амплитудные значения основных гармоник МДС и индук­ции поля соответственно равны

(3)

где Fв,max и Bδ,max — максимальные значения МДС обмот­ки возбуждения на один полюс и индукции в зазоре; wв, Iв число витков обмотки возбуждения на полюс и ток возбуждения; α — длина дуги, соответствующая половине той части полюсного деления, на которой располагается об­мотка возбуждения.

В целях улучшения кривой магнитного поля возбужде­ния часть полюса, на которой не укладывается обмотка, выбирают равной τ/3 (α=π/3). В этом случае в кривой магнитной индукции будут отсутствовать все гармоники с номером, кратным 3, а остальные высшие гармоники бу­дут ослаблены.

Кроме того, для улучшения формы кривой индуктиро­ванной ЭДС применяют распределение обмотки якоря по пазам и укорочение ее шага. В мощных много­полюсных машинах улучшению кривой ЭДС способствует применение обмоток с дробным q.

Важной характеристикой синхронной машины является характеристика холостого хода. Она представляет собой зависимость ЭДС, индуктируемой в обмотке якоря, от тока возбуждения при неизменной частоте вращения ротора. Эта характеристика позволяет
оценить насыщение магнит­ной цепи машины и с ее помощью построить векторные диаграммы и другие характеристики машины.

На рис. 22 показана схема для снятия характерис­тики холостого хода опытным путем. С помощью резистора Rв ток возбуждения изменяют от максимального значения до нуля, записывая при этом показания амперметра и вольтметра.

При токе возбуждения Iв =0 ЭДС от остаточного магнетизма Eост = (2÷3) %U1ном. При расчетах обычно используют характеристику холостого хода, которую получают, смещая опытную характеристику вправо на расстояние АО (сплошная линия).

На основании сравнения характеристик холостого хода современных синхронных гене­раторов было установлено, что эти характеристики мало от­личаются друг от друга, если построение их производить в относительных единицах. При переводе ЭДС в относи­тельные единицы ее текущее значение в вольтах делят на номинальное напряжение яко­ря в вольтах (E*=E/ U1ном). Относительное значение тока возбуждения находят как отношение текущего значения тока возбуждения в амперах к току, принятому за базовый, в амперах (Iв* = Iв / Iв,б). За базовый ток возбуждения Iв,б принимается ток, соответст­вующий по характеристике холостого хода E= U1ном. По­лученные таким образом характеристики называются нормальными характеристиками холостого хода. Эти характерстики для явнополюсных и неявнополюсных генераторов даны в таблице.

Iв*

Регулятор холостого хода

Для чего служит регулятор холостого хода? Он предназначен, прежде всего, для выравнивания значений оборотов самого двигателя, но не на скорости, а во время холостого хода.

Читать еще:  Бензиновый двигатель сам набирает обороты

Каким образом работает РХК и где его можно отыскать?

Рассмотрим все по порядку. Если двигатель осуществляет движение на холостом ходу, то происходит поступление в него определенного количества воздуха, он необходим для беспрепятственной работы.

ДПКВ призван фиксировать количество осуществляемых оборотов, которые последовательно поступают на блок, а тот в свою очередь передает данные на РХХ, благодаря которой регулируется подача воздуха. РХХ в свою очередь это и делает, не обращая внимания на закрытую дроссельную заслонку.

Как устроен РХХ, из чего он состоит

  • Клапан
  • Корпус РХХ
  • Обмотка статора
  • Винт ходовой части
  • Выход штекера
  • Шариковый подшипник
  • Ротор и пружина

Если двигатель нагреется до необходимой температуры, тогда контроллер уже автоматом сохраняет необходимые обороты холостого хода. Если же нагреть двигатель не удалось, тогда необходимо воспользоваться РХХ, чтобы поспособствовать увеличению оборотов, вот так можно прогреть двигатель на увеличенном количестве оборотов.

Благодаря этому режиму можно сразу автомобиль заставить двигаться и для этого его прогревать не обязательно.

Где же расположен сам регулятор холостого хода?

Он находится в самой дроссельной заслонке, привинченный с помощью двух винтов.

Можно встретить у автомобилей головки винтов, которые могут быть совсем рассверленными, а могут быть прикреплены и вовсе с помощью лака. В таких ситуациях вы столкнетесь с рядом трудностей, чтобы сменить и очистить воздушный канал регулятора во время холостого хода. Поэтому в таких ситуациях лучше всего снять корпус дроссельной заслонки.

Проблемы в работе регулятора холостого хода

Конечно, РХХ в любой момент может вас подвести и сломаться, впрочем, как и любая составляющая автомобиля. И определить поломку в нем можно по признакам, которые похожи на признаки поломки датчика положения. Но при этом, ошибка чек энджин не осведомит вас о поломке, потому что РХХ исполнительная деталь.

Какие признаки возникают при выходе из строя РХХ:

  1. Нестабильные обороты на холостом ходу.
  2. Скачки оборотов то в сторону увеличения, то в сторону уменьшения.
  3. Заглушка двигателя в случаях переключения скоростей передач.
  4. Если двигатель заводить на холодную, то он начинает работать на завышенных оборотах.
  5. Резкое уменьшение оборотов во время включения фар и печки.

Каким образом проверяется исправность регулятора холостого хода?

Если обнаружены следующие моменты, то можно сразу с уверенностью утверждать, что проблема в РХХ, его стоит осмотреть и проверить. Рассмотрим основные из них.

Диагностика при помощи мультиметра

Это наиболее популярный способ проверки, для этого в первую очередь стоит отключить зажигание и избавиться от фишки жгута на регуляторе. После чего измеряем им сопротивление, появляющееся на обмотке. Если между звеньями С и В либо А и D происходит обрыв сопротивления, то не стоит паниковать, это вполне нормально. А сопротивление между звеньями А и В, и С и D должно достигать от 40 до 80 ОМ.

Диагностика при помощи самодельного тестера

Если автомобиль впрысковой, то от последнего метода не будет необходимого эффекта, достаточно часто причина состоит в несовершенной работе РХХ в открытом либо закрытом состоянии.

В таком случае можно воспользоваться обычным тестером, который можно создать самостоятельно, соорудить его получится из трансформатора переменного тока, вполне пригодна обычная зарядка от телефона. При помощи выключателей измеряем ход штока на самом регуляторе во время холостого хода. Если все в порядке, тогда лампочка будет иметь тусклый цвет, а вот при ярком горении, можно опознать, что в штоке проблемы имеются.

Регулятор холостого хода и заслонка

Изъятие и смена регулятора холостого хода

Для изъятия регулятора стоит отключить зажигание, после чего демонтировать четырехконтактный разъем, после чего избавиться от двух винтов, закрепляющих его. Произвести изъятие стоит от обратного, но для начала необходимо измерить расстояние фланца по отношению конечной точки конусной иглы. Это расстояние должно составлять 23 мм, после чего обработать уплотнительное кольцо маслом.

Как правильно выбрать РХХ, чтобы он не подвёл в самый нужный момент

При помощи диагностики, определив неисправности регулятора, нужно готовиться к его смене, проводить замену стоит по схеме, описанной выше. Для автомобиля марки Ваз подойдут регуляторы марки Омега и КЗТА, другими словами — Калуга. Использовать стоит оригиналы, а не подделки, чтобы не попасть впросак.

Внешне можно определить, какой РХХ вы приобретаете, хороший или нет. Если коробка содержит непонятый шрифт, смазанную печать, тогда однозначно можно говорить о подделке. Да и не только коробка может выдавать подделку, но и сама деталь, косяки может содержать сам люфт, направляющий втулки, а также на самой шляпке. Во время работы люфт будет становиться больших размеров, что приведет к быстрому выходу из строя РХХ. Любые зазоры на регуляторе поспособствуют проникновению воздуха, также может быть плохая спайка контактов.

Также, хороший производитель не даст вам облажаться в этом вопросе, применяющий специальные меры защиты. К таким относятся соответствующие коды защиты, сверить которые вполне можно даже благодаря мобильному телефону по смс.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector