NEMA 17 тұрақты ток қозғалтқышы (безщетиналы): Жоғары дәлдікті, қызмет көрсетуді қажет етпейтін өнеркәсіптік автоматтандыру шешімі

NEMA 17 тұрақты токтың әсерінен айналатын қозғалтқыш (безщеточная) өзінің ерекше жұмыс істеу мерзімі мен шамамен қолданыста ұзақ уақыт қажет етпейтін сипаттамасымен ерекшеленеді, бұл қозғалтқыштарды қолданатын қолданбалардағы ең маңызды проблемалардың бірін шешеді. Көптеген қолданыстағы щеткалы қозғалтқыштар көмірлі щеткалардың тозуына байланысты ретті түрде қызмет көрсетуді талап етеді, ол бұл жағдайда үнемі пайда болатын жұмыс істеу шығындарын және мүмкін болатын тоқтатуларды туғызады. Щеткасыз қозғалтқыштардың конструкциясы механикалық щеткалардың орнына электрондық қосқыштарды қолдану арқылы бұл мәселені толығымен жояды, ал бұл қосқыштар қалыпты жұмыс істеу кезінде ешқашан тозбайды. Бұл негізгі конструкциялық жақсарту жалпы иелік шығындарының теңдеуін түбегейлі өзгертеді, себебі пайдаланушылар қазір қозғалтқыштың жұмысын тоқтатып, өндірісті тоқтатуы мүмкін болатын жоспарланған қызмет көрсету мерзімдері мен кенеттен пайда болатын щетка ақаулықтарына ұшырамайды. Тұрақты магнитті ротор магниттік өрістер арқылы электрондық түрде басқарылатын статор орамдарымен әрекеттеседі, яғни қозғалтқыштың ішкі бөлігіндегі қозғалыстағы бөлшектер арасында физикалық контакт болмайды. Бұл контактсіз жұмыс істеу принципі щеткалы қозғалтқыштарда басты тозу механизмдерінің NEMA 17 тұрақты токтың әсерінен айналатын қозғалтқыштардың конструкциясында мүлдем болмайтынын қамтамасыз етеді. Өндіріс сапасын бақылау қозғалтқыштың қызмет көрсету мерзімін ұзарту үшін қатаң талаптарға сай подшипниктердің жинақтарын қамтамасыз етеді, олар қалыпты жағдайларда үнемі 20 000 сағаттан аса үзіліссіз жұмыс істеуге қабілетті. Электрондық басқару жүйелері қозғалмалы бөлшектері жоқ күйі тұрақты (solid-state) қосқыш компоненттерін қолданады, бұл да қызмет көрсетуді қажет етпейтін жұмыс істеу режиміне қосымша үлес қосады. Пайдаланушылар қозғалтқыштың жұмыс істеу мерзімі бойынша болжанатын және тұрақты сипаттамалардан пайда табады, бұл щеткалы қозғалтқыштарға тән өнімділіктің төмендеуінің қаупін жояды. Қызмет көрсетудің азайған көлемі құрылғылардың техникалық қызмет көрсету тобы үшін персоналдың азық-түлік талаптарын төмендетеді және щеткалардың ауыстыруға арналған қорын сақтауды немесе ретті түрде қызмет көрсету мерзімдерін белгілеуді қажет етпейді. Маңызды қолданбалар қозғалтқыштың кенеттен ақауға ұшырау қаупі әлдеқайда төмендейтіндіктен сенімділік артысын алады, бұл қозғалтқышқа байланысты кедергілерсіз үзіліссіз жұмыс істеу режимін қамтамасыз етеді. Щеткасыз конфигурация сонымен қатар щеткалы тозу өнімдерінің пайда болуын жояды, бұл таза бөлме қолданбалары үшін немесе бөлшектердің ластануын азайту қажет болатын орталар үшін маңызды. Бұл ұзақ мерзімділік артысы қозғалтқышты ауыстыру үшін құрылғының кең көлемді бұзылуын немесе жүйенің тоқтатылуын қажет ететін қол жетпейтін орналасу орындарында ерекше маңызды болып табылады.

NEMA 17 тұрақты токтың щеткалы емес қозғалтқышы дәл орналастыру мен динамикалық жауап беру сипаттамаларын талап ететін қолданбаларды іске асыруға мүмкіндік беретін салыстырылмайтын дәлдікпен басқару мүмкіндіктерін ұсынады. Электронды коммутациялық жүйелер басқару сигналдарына лезде жауап береді, осылайша қозғалтқыштың үдетуі, кемитуі және орналастырылуы бойынша дәл уақыттық басқаруды қамтамасыз етеді, бұл механикалық щеткалардың жүйелері қол жеткізе алмайды. Щеткалардың үйкелісінің болмауы щеткалары бар қозғалтқыштарда кездесетін жиі кездесетін «жабысу-сырғанау» құбылысын жояды және өте төмен жылдамдықтарда да жылдам қозғалыс профилдерін қамтамасыз етеді. Бұл жылдам қозғалыс сипаттамасы дәл өңдеу операциялары немесе жоғары шешімділікті орналастыру жүйелері сияқты тұрақты қозғалыс сапасын талап ететін қолданбалар үшін өте маңызды. NEMA 17 тұрақты токтың щеткалы емес қозғалтқышын құрайтын алға басты жүйелер нақты орналасу мен жылдамдық туралы нақты уақыттағы ақпаратты береді, бұл өте жоғары дәлдікпен жабық контурлы басқаруды қамтамасыз етеді. Кодерлердің шешімділігі әдетте айналымына мыңдаған санауға жетеді, бұл қозғалтқыштың білігінің орналасуын дәл цифрлық кері байланыс сигналдарына айналдырады, оларды басқару жүйелері дәл орналастыру үшін өңдей алады. Электронды ауыстыру механизмі барлық жылдамдық диапазоны бойынша моменттің берілуін оптималдандыруға мүмкіндік беретін айнымалы уақыттық басқаруды қамтамасыз етеді, соның нәтижесінде жоғары жылдамдықта немесе микроқадамды қолданбаларда да тұрақты жұмыс сипаттамаларын қамтамасыз етеді. Динамикалық жауап беру мүмкіндіктері жиі қосу-тоқтату циклдарын немесе күрделі қозғалыс профилдерін талап ететін қолданбалар үшін маңызды болып табылатын жылдам бағыт өзгерістері мен тез орнықу уақытын қамтамасыз етеді. Үш фазалы орам конфигурациясы коггинг эффектілерін жоятын және әрбір айналым бойынша жылдам моменттің берілуін қамтамасыз ететін теңестірілген электромагниттік күштерді қамтамасыз етеді. Пайдаланушылар әдетте дұрыс жобаланған жүйелерде микроннан кем дәлдікке жететін қайталану сипаттамаларынан пайда көреді, бұл тұрақты нәтижелерді талап ететін дәл өндіріс процестерін іске асыруға мүмкіндік береді. Цифрлық басқару интерфейсі жоғары жиілікті қадамдық сигналдарды қабылдайды, бұл дәстүрлі қозғалтқыш технологиялары сенімді түрде қол жеткізе алмайтын өте дәл орналасу қадамдарын қамтамасыз етеді. Электронды басқару жүйесінің кері байланыс сигналдары бойынша нақты уақытта ток берілуін реттеу қабілеті арқасында жылдамдық реттеуі жүктеме шарттарының өзгеруі кезінде де тұрақты қалады. Бұл дәл басқару моменттің басқаруына да таратылады, яғни электронды жүйелер шашыраңқы компоненттерге немесе өңделетін бөлшектерге зиян келтірмеу үшін шығыс моментін шектей алады. Дәл басқару мен динамикалық жауап беру мүмкіндіктерінің үйлесімі NEMA 17 тұрақты токтың щеткалы емес қозғалтқышын дәстүрлі қозғалтқыштардың өнімділік талаптарын қанағаттандыра алмайтын қатаң қолданбалар үшін идеалды жасайды.

NEMA 17 тұрақты токтың щеткаларсыз қозғалтқышы дәстүрлі қозғалтқыштар технологиясына қарағанда айтарлықтай жоғары энергиялық тиімділік пен жылу басқару сипаттамаларын көрсетеді, ол қолданыс кезіндегі маңызды артықшылықтар мен шығындарды үнемдеуге мүмкіндік береді. Щеткаларсыз конструкция щеткалармен контакт орнатуға байланысты кедергілік шығындарды жояды, мұнда электрлік энергия пайдалы механикалық жұмыс емес, жылуға айналады. Бұл негізгі тиімділіктің жақсаруы әдетте сәйкес щеткалары бар қозғалтқыштарға қарағанда энергияны пайдалануды 15–25% жақсартады, бұл тікелей тұтынушылардың электр энергиясы үшін төлейтін шығындарын азайтады. Электронды коммутациялық жүйелер магниттік өрісті пайдалануды максималдайтындай етіп ток беру уақытын оптималдайды, сондықтан электрлік кіріс энергиясы минималды шығындармен механикалық шығысқа айналады. Тұрақты магнитті ротордың конструкциясы магниттік өрісті жасау үшін электрлік қуатты талап етпейді, ал орамды роторлы қозғалтқыштар магниттік өрісті құру үшін қосымша энергия тұтынады. Щеткалардың үйкелісін жою және электронды басқару құрылғылары арқылы басқарылатын оптималды ток беру профилдері арқылы жылу бөлінуі әлдеқайда төмен болып қалады. Бұл төмен жылу шығыны жоғары қуаттылықтың тығыздығын қамтамасыз ететін компактты форматта күштірек қозғалтқыштарды орналастыруға мүмкіндік береді, сонымен қатар жылу басқаруына қойылатын талаптардың болмауын қамтамасыз етеді. Төмен жұмыс температурасы қозғалтқыштың барлық құрамдас бөліктерінің — ішінде подшипниктер, орамдар және электронды компоненттердің — қызмет көрсету мерзімін ұзартады. Жылулық тұрақтылығы қозғалтқыштың параметрлерінің температураға байланысты өзгеруінен аулақ болу арқылы тұрақты жұмыс сипаттамаларын қамтамасыз етеді, бұл щеткалары бар қозғалтқыштардың кемшілігі болып табылады. Электронды басқару жүйелері жұмыс кезіндегі жағдайларды бақылайтын және қызуға байланысты зақымдануды болдырмау үшін жұмыс параметрлерін реттейтін жылулық қорғаныс функцияларын қамтиды. Жылдамдықты азайту циклдері кезінде энергияны қалпына келтіру мүмкіндігі NEMA 17 тұрақты токтың щеткаларсыз қозғалтқышы жүйелеріне энергияны қоректендіру көзіне қайтаруға мүмкіндік береді, ол жиі үдеу-баяулату циклдері бар қолданыстарда жалпы жүйе тиімділігін қосымша жақсартады. Жақсарған тиімділік жабық орнатуларда салқындату жүйелеріне қойылатын талаптарды азайтады, бұл бастапқы жабдықтар шығындарын және жылу басқаруы үшін қажетті үнемі энергия тұтынуын төмендетеді. Айнымалы жылдамдықта жұмыс істеу бір жылдамдықты қозғалтқыштарға қарағанда (олар тек номиналды жылдамдықта ғана тиімді жұмыс істейді) барлық жұмыс диапазонында жоғары тиімділікті сақтайды. Төмен жылу бөлінуі жүйе орнатуларындағы көршілес жабдықтар мен компоненттерге де пайдалы әсер етеді, себебі оларға жылулық кернеу тигізілетін дәрежесін азайтады. Бұл жылулық және тиімділік артықшылықтары уақыт өте келе көбейеді, сондықтан жұмыс сағаттары көбейген сайын шығындарды үнемдеу әлдеқайда маңызды болып табылады, ол NEMA 17 тұрақты токтың щеткаларсыз қозғалтқышын энергияны үнемдеуге бағытталған қолданыстар үшін экономикалық тұрғыдан тартымды таңдау етеді.