Tikuv mashinasi motorlari qanday ishlaydi

Tikuv mashinalari, xoh qo‘lda, xoh elektrda, xoh kompyuterda bo‘lsin, igna, oziqlantiruvchi itlar va g‘altakni haydash uchun elektr energiyasini mexanik harakatga-o‘zgartiruvchi “yuragi” sifatida motorga tayanadi. Amp to'nkali modellardan (inson kuchidan foydalanadigan) aniq boshqaruvga ega zamonaviy kompyuterlashtirilgan tikuv mashinalarigacha, motorning dizayni va ishlash printsipi turli xil tikuv ehtiyojlarini qondirish uchun rivojlandi. Ushbu maqolaga e'tibor qaratilganelektr tikuv mashinasi motorlari, uy xo'jaligi va sanoat sharoitlarida eng keng tarqalgan turi, ularning asosiy tarkibiy qismlarini, operatsion mexanizmlarini va quvvatni qanday qilib silliq, izchil tikuvlarga aylantirishini tushuntiradi.

Tikuv mashinasi motorlarining turlari

Ish printsiplarini o'rganishdan oldin, tikuv mashinalarida ishlatiladigan ikkita asosiy motor turini ajratib ko'rsatish muhim, chunki ularning dizayni ularning ishlashiga ta'sir qiladi:

Universal motor (seriya-yaralangan motor): Tikuv mashinalarida, ayniqsa eski modellarda va asosiy uy jihozlarida eng an'anaviy va keng qo'llaniladigan vosita. U oʻzgaruvchan tok (AC) va toʻgʻridan-toʻgʻri tokda (DC) ishlaydi, bu esa uni koʻp qirrali va iqtisodiy-tejamkor qiladi. Asosiy xususiyatlar orasida past tezlikda yuqori moment (aylanish kuchi)-bichim tikish uchun ideal, bu yerda jinsi yoki teri kabi qalin matolarni teshish uchun doimiy quvvat zarur.

Cho'tkasiz DC (BLDC) vosita: Yuqori darajadagi uy va sanoat tikuv mashinalarida-zamonaviy, energiya tejamkor alternativa. Universal motorlardan farqli o'laroq, vosita tezligi va yo'nalishini boshqarish uchun elektron kommutatsiyadan (uglerod cho'tkalari o'rniga) foydalanadi. BLDC motorlari jim ishlash, uzoqroq ishlash muddati va aniq tezlikni tartibga solish imkonini beradi, bu ularni murakkab tikuv naqshlarini talab qiladigan kompyuterlashtirilgan tikuv mashinalari uchun mos qiladi.

Tikuv mashinasi motorining asosiy komponentlari

Turi qanday bo'lishidan qat'i nazar, tikuv mashinasi motorlari o'zlarining funktsiyalarini ta'minlaydigan asosiy komponentlarga ega:

Stator: Dvigatelning elektromagnit sariqlardan (sim bo'laklari) yoki doimiy magnitlardan tashkil topgan statsionar qismi. Universal motorlarda stator elektromagnitlardan foydalanadi; BLDC motorlarida ko'pincha samaradorlik uchun doimiy magnitlardan foydalanadi.

Rotor (armatura): Dvigatelning chiqish miliga ulangan aylanuvchi komponent. Universal dvigatellarda rotor kollektor segmentlari boʻlgan lasan-yadrosi; BLDC motorlarida u doimiy magnit rotordir.

Kommutator (Universal Motors uchun): Rotor miliga biriktirilgan silindrsimon qurilma, izolyatsiya bilan ajratilgan mis segmentlardan tashkil topgan. Rotor aylanayotganda rotor sargilaridagi oqim oqimining yo'nalishini o'zgartirib, uzluksiz aylanishini ta'minlaydi.

Cho'tkalar (Universal Motors uchun): Kommutatorga bosim o'tkazadigan uglerod bloklari, elektr tokini quvvat manbaidan aylanadigan rotor sariqlariga o'tkazadi.

Drayv mexanizmi: Dvigatelni tikuv mashinasining ichki qismlariga (masalan, igna novdasi, oziqlantiruvchi itlar) ulaydi. Umumiy haydovchi turlariga quyidagilar kiradi:

Kamar haydovchisi: Kauchuk yoki charm kamar dvigatelning chiqish g'ildiragini mashinaning qo'l g'ildiragi bilan bog'lab, shovqin va tebranishlarni kamaytiradi.

To'g'ridan-to'g'ri haydovchi: Dvigatel to'g'ridan-to'g'ri mashinaning asosiy miliga o'rnatiladi, bu esa kamarga ehtiyojni yo'q qiladi. Ushbu dizayn tezroq javob, yuqori moment va aniqroq boshqaruvni taklif etadi (BLDC{1}}jihozlangan mashinalarda keng tarqalgan).

Tezlik regulyatori: Dvigatel tezligini tartibga soluvchi{0}}foydalanuvchi tomonidan sozlanishi komponent (masalan, oyoq pedali, terish). Universal motorlar uchun odatda oqim oqimini sozlash uchun o'zgarmaydigan qarshilikdan foydalanadi; BLDC motorlari uchun kuchlanish va chastotani modulyatsiya qilish uchun elektron boshqaruvchi (inverter) dan foydalanadi.

Universal motorlarning ishlash printsipi (uy tikuv mashinalarida eng keng tarqalgan)

Universal motorlar boshlang'ich va o'rta{1}}darajali tikuv mashinalarining asosi bo'lib, ularning soddaligi va yuqori momenti bilan baholanadi. Mana ular qanday ishlaydi:

Energiya konvertatsiyasini boshlash: Tikuv mashinasi AC quvvat manbaiga ulanganda va oyoq pedali bosilganda, elektr toki stator sariqlari (elektromagnitlar) va rotor o'rashlari (cho'tkalar va kommutator orqali) orqali o'tadi.

Magnit maydon hosil bo'lishi: Stator sariqlari orqali o'tadigan oqim kuchli elektromagnit maydon hosil qiladi. Bir vaqtning o'zida rotor o'rashlari-kommutatordan keladigan oqim bilan quvvatlanadi-shuningdek, elektromagnit rolini bajaradi.

Aylanish kuchi (moment): Elektromagnit induktsiya printsipiga ko'ra, qarama-qarshi magnit qutblar tortadi va xuddi qutblar itaradi. Statorning magnit maydoni rotorning magnit maydoni bilan o'zaro ta'sir qiladi va rotorni aylantiruvchi aylanish kuchini (moment) hosil qiladi.

Kommutator orqali uzluksiz aylanish: Dvigatel o'zgaruvchan tok quvvatidan foydalanganligi sababli, oqim yo'nalishi (va shuning uchun magnit maydonlar) sekundiga 50-60 marta teskari bo'ladi (mintaqadagi quvvat manbaiga qarab). Rotor bilan aylanadigan kommutator rotor sargilaridagi oqim oqimini statorning maydonni teskari o'zgarishi bilan sinxronlashtiradi. Bu rotorning magnit qutblari doimo bir xil yo'nalishda (soat yo'nalishi bo'yicha yoki soat miliga teskari) aylanishni davom ettirish uchun tekislanishini ta'minlaydi.

Tezlikni tartibga solish: Oyoq pedali (o'zgaruvchan qarshilik) vosita orqali o'tadigan oqim miqdorini nazorat qiladi. Pedalni bosish oqimni yanada oshiradi, magnit maydonlarni kuchaytiradi va rotor tezligini oshiradi; pedalni bo'shatish oqimni pasaytiradi, motorni sekinlashtiradi. Bu foydalanuvchiga tikuv tezligini sekindan (murakkab ishlar uchun) tezgacha (uzun tikuvlar uchun) sozlash imkonini beradi.

BLDC motorlarining ishlash printsipi (zamonaviy, yuqori{0}}aniqlikdagi tikuv mashinalari)

BLDC motorlari elektron kommutatsiya yordamida universal motorlarning cheklovlarini (masalan, cho'tkaning aşınması, shovqin, nomuvofiq tezlik) hal qiladi. Mana ularning ishlash jarayoni:

Doimiy magnit stator: Stator bir doira ichida joylashgan bir nechta elektromagnit sariqlarni o'z ichiga oladi. Rotor shimoliy va janubiy qutblari bo'lgan doimiy magnitdir.

Elektron kommutatsiya: Cho'tkalar va kommutator o'rniga, BLDC motorlari rotorning holatini aniqlash uchun sensordan (masalan, Hall effekti sensori) foydalanadi. Sensor signallarni elektron boshqaruvchiga (inverter) yuboradi, bu esa stator sariqlarini ketma-ket quvvatlantiradi.

Magnit o'zaro ta'sir va aylanish: Tekshirish moslamasi stator sariqlarini ma'lum bir tartibda quvvatlantiradi, aylanadigan magnit maydon hosil qiladi. Rotorning doimiy magniti bu aylanadigan maydon tomonidan tortiladi, bu esa rotorning aylanishiga olib keladi. Tekshirish moslamasi o'rashlarning quvvatlanishini aniq marta oshirganligi sababli, rotor silliq va samarali aylanadi.

Tezlikni aniq nazorat qilish: BLDC vosita tezligi stator o'rashlariga beriladigan oqimning kuchlanishi va chastotasini sozlash orqali tartibga solinadi (kontrolör orqali). Kompyuterlashtirilgan tikuv mashinalari buni mato qalinligidan qatʼiy nazar barqaror tezlikni saqlab turish uchun ishlatadi-masalan, igna sinishi oldini olish uchun matoning bir nechta qatlamidan tikilganda avtomatik ravishda sekinlashadi. Oyoq pedali yoki mashinaning raqamli boshqaruvlari boshqaruvchiga signallarni yuboradi, bu esa real vaqtda tezlikni sozlaydi.

Quvvatni uzatish: Dvigateldan tikuvgacha

Dvigatel aylanish harakatini yaratgandan so'ng, tikuv mexanizmi orqali quvvatni tikuv mashinasining ishchi qismlariga o'tkazadi:

Kamar haydovchisi: Dvigatelning chiqish kasnagi kamarni aylantiradi, bu esa mashinaning qo'l g'ildiragini aylantiradi. Qo'l g'ildiragi igna novdasini (ignaning yuqoriga va pastga harakatlanishi) va oziqlantiruvchi it mexanizmini (matoni oldinga siljitadi) boshqaradigan asosiy milga ulangan.

To'g'ridan-to'g'ri haydovchi: Dvigatelning rotori to'g'ridan-to'g'ri asosiy milga biriktirilgan. Bu kamar ishqalanishidan energiya yo‘qotilishini bartaraf qiladi va oyoq pedali bosilganda-tezroq javob beradi, igna bir zumda harakatlana boshlaydi. To'g'ridan-to'g'ri haydovchi tebranishlarni ham kamaytiradi, bu esa mashinani jimroq va yuqori tezlikda tikish uchun-barqarorroq qiladi.

Har xil turdagi motorlarning asosiy afzalliklari