Hvad er en børstfri DC -motor?

EN Børsteløse DC-motorer (BLDC-motor: børsteløs jævnstrømsmotor) er en 3-fase motor, hvis rotation er drevet af kræfterne til tiltrækning og frastødelse mellem permanente magneter og elektromagneter. Det er en synkron motor, der bruger jævnstrøm (DC) strøm. Denne motoriske type kaldes ofte en 'børsteløs DC -motor ', fordi den i mange applikationer bruger børster i stedet for en DC -motor (børstet DC -motor eller kommutatormotor). Den børsteløse DC-motor er i det væsentlige en permanent magnetssynkronmotor, der bruger DC-strømindgang og bruger en inverter til at konvertere den til en trefaset vekselstrømsforsyning med positionsfeedback.

EN Brushless DC Motor  (BLDC) fungerer ved hjælp af Hall Effect og består af flere nøglekomponenter: en rotor, en stator, en permanent magnet og en drivmotorcontroller. Rotoren har flere stålkerner og viklinger fastgjort til rotorakslen. Når rotoren drejes, bruger controlleren en aktuel sensor til at bestemme dens position, hvilket giver den mulighed for at justere retningen og styrken af ​​strømmen, der strømmer gennem statorviklingerne. Denne proces genererer effektivt drejningsmomentet.

I forbindelse med en elektronisk drevcontroller, der styrer den børsteløse operation og konverterer den medfølgende DC -strøm til AC -strøm, kan BLDC Motors levere ydeevne, der ligner den for børstede DC -motorer, men uden begrænsninger af børster, der slides over tid. På grund af dette omtales BLDC -motorer ofte som elektronisk kommutorerede (EC) motorer, hvilket adskiller dem fra traditionelle motorer, der er afhængige af mekanisk pendling med børster.

Almindelig motorisk type

Motorer kan kategoriseres baseret på deres strømforsyning (enten AC eller DC) og den mekanisme, de anvender for at generere rotation. Nedenfor giver vi en kort oversigt over egenskaberne og anvendelserne af hver type.

Almindelig motorisk type
DC -motor	Børstet DC -motor
	Børstfri DC -motor
	Steppermotor
AC -motor	Induktionsmotor
	Synkron motor

Hvad er en børstet DC -motor? En omfattende guide

Børstede DC -motorer har længe været en hæfteklamme i verden af ​​elektroteknik. Disse motorer, der er kendt for deres enkelhed, pålidelighed og omkostningseffektivitet, er vidt brugt i adskillige applikationer, der spænder fra husholdningsapparater til industrielle maskiner. I denne artikel giver vi en detaljeret oversigt over børstede DC -motorer , udforskning af deres drift, komponenter, fordele, ulemper og fælles anvendelser samt en sammenligning med deres børsteløse kolleger.

Forståelse af det grundlæggende i børstede DC -motorer

En børstet DC -motor er en type jævnstrøm (DC) elektrisk motor , der er afhængig af mekaniske børster for at levere strøm til motorviklingerne. Det grundlæggende princip bag motorens drift involverer interaktionen mellem et magnetfelt og en elektrisk strøm , der genererer en rotationskraft kendt som drejningsmoment.

Hvordan fungerer børstede DC -motorer?

I en børstet DC -motor strømmer en elektrisk strøm gennem et sæt viklinger (eller anker) placeret på rotoren. Når strømmen strømmer gennem viklingerne, interagerer den med det magnetiske felt produceret af permanente magneter eller feltspoler . Denne interaktion skaber en kraft, der får ankeret til at rotere.

Kommutatoren . er en nøglekomponent i en børstet DC -motor Det er en roterende switch, der vender retningen af ​​den aktuelle strømning gennem ankerviklingerne, når motoren drejer. Dette sikrer, at ankeret fortsætter med at rotere i samme retning og giver konsekvent bevægelse.

Nøglekomponenter i en børstet DC -motor

1. Anker (rotor) : Den roterende del af motoren, der indeholder viklingerne, og interagerer med magnetfeltet.

2. COMMUTATOR : En mekanisk switch, der sikrer, at den aktuelle strømning vendes i viklingerne, når motoren roterer.

3. Børster : kulstof- eller grafitbørster, der opretholder elektrisk kontakt med kommutatoren, hvilket gør det muligt for strømmen at strømme ind i ankeret.

4. Stator : Den stationære del af motoren, der typisk består af permanente magneter eller elektromagneter, der skaber magnetfeltet.

5. Skaft : Den centrale stang, der er forbundet til ankeret, der overfører rotationskraften til belastningen.

Børstede DC-motorer er fortsat en vigtig teknologi i mange brancher på grund af deres enkelhed, pålidelighed og omkostningseffektivitet. Mens de har begrænsninger, såsom børsteklitage og reduceret effektivitet i høje hastigheder, såsom deres fordele - såsom høje startmoment og let kontrol - sørger for deres fortsatte relevans i en række anvendelser. Uanset om det er i husholdningsapparater , elværktøjer eller små robotik , børstede DC -motorer en bevist løsning til opgaver, der kræver moderat effekt og præcis kontrol.

Hvad er en steppermotor? En komplet guide

Steppermotorer er en type DC -motor, der er kendt for deres evne til at bevæge sig i præcise trin eller trin, hvilket gør dem ideelle til applikationer, der kræver kontrolleret bevægelse. I modsætning til konventionelle motorer, der roterer kontinuerligt, når de drives, deler en steppermotor en fuld rotation i et antal diskrete trin, som hver er en præcis brøkdel af den komplette rotation. Denne kapacitet gør dem værdifulde til en lang række applikationer inden for brancher som robotik, 3D -udskrivning , automatisering og mere.

I denne artikel vil vi udforske de grundlæggende elementer i steppermotorer , deres arbejdsprincipper, typer, fordele, ulemper, applikationer og hvordan de sammenligner med andre motoriske teknologier.

Hvordan fungerer en steppermotor?

En steppermotor fungerer efter princippet om elektromagnetisme. Det har en rotor (den bevægende del) og en stator (den stationære del), svarende til andre typer elektriske motorer. Det, der adskiller en steppermotor, er imidlertid, hvordan statoren giver dens spoler til at få rotoren til at dreje i diskrete trin.

Grundlæggende arbejdsprincip

Når strømmen strømmer gennem statorens spoler, genererer den et magnetfelt, der interagerer med rotoren, hvilket får den til at rotere. Rotoren er typisk lavet af en permanent magnet eller et magnetisk materiale, og den bevæger sig i små trin (trin), da strømmen gennem hver spole er tændt og slukket i en bestemt sekvens.

Hvert trin svarer til en lille rotation, der typisk spænder fra 0,9 ° til 1,8 ° pr. Trin , skønt andre trinvinkler er mulige. Ved at styrke forskellige spoler i en præcis rækkefølge er motoren i stand til at opnå en fin, kontrolleret bevægelse.

Trinvinkler og præcision

Opløsningen af ​​en steppermotor defineres af trinvinklen . For eksempel vil en steppermotor med en 1,8 ° -trinvinkel fuldføre en fuld rotation (360 °) i 200 trin. Mindre trinvinkler, som 0,9 ° , giver mulighed for endnu finere kontrol med 400 trin for at afslutte en fuld rotation. Jo mindre trinvinklen er, jo større er præcisionen af ​​motorens bevægelse.

Typer af steppermotorer

Trinmotorer findes i flere sorter, der hver især er designet til at passe til specifikke applikationer. Hovedtyperne er:

1. Permanent magnet Stepper (PM Stepper)

En permanent magnet -trinmotor bruger en permanent magnetrotor og fungerer på en måde, der ligner en DC -motor . Rotorens magnetfelt tiltrækkes af statorens magnetfelt, og rotortrinnene skal justeres med hver energisk spole.

• Fordele : Enkel design, lave omkostninger og moderat drejningsmoment ved lave hastigheder.

• Anvendelser : Grundlæggende positioneringsopgaver som i printere eller scannere.

2. Variabel modvilje Stepper (VR -stepper)

I en variabel modvilje stepmotor er rotoren lavet af en blød jernkerne, og rotoren har ikke permanente magneter. Rotoren bevæger sig for at minimere modviljen (modstand) mod magnetisk flux. Når strømmen i spolerne skiftes, bevæger rotoren sig mod det mest magnetiske område, trin for trin.

• Fordele : Mere effektive ved højere hastigheder sammenlignet med PM -steppermotorer.

• Anvendelser : Industrielle applikationer, der kræver højere hastighed og effektivitet.

3. hybrid trinmotor

En hybrid stepmotor kombinerer funktionerne i både permanent magnet og variabel modvilje steppermotorer. Det har en rotor, der er lavet af permanente magneter, men også indeholder bløde jernelementer, der forbedrer ydelsen og giver bedre drejningsmomentudgang. Hybridmotorer tilbyder det bedste fra begge verdener: højt drejningsmoment og præcis kontrol.

• Fordele : Højere effektivitet, mere drejningsmoment og bedre ydelse end PM- eller VR -typer.

• Anvendelser : Robotik, CNC -maskiner, 3D -printere og automatiseringssystemer.

Trinmotorer er vigtige komponenter i systemer, der kræver nøjagtig placering, hastighedskontrol og drejningsmoment ved lave hastigheder. Med deres evne til at bevæge sig i præcise trin, udmærker de sig i applikationer som 3D -udskrivningsrobotik , CNC , -maskiner og mere. Selvom de har nogle begrænsninger, såsom reduceret effektivitet ved højere hastigheder og vibrationer ved lave hastigheder, gør deres pålidelighed, præcision og let kontrol dem uundværlige i adskillige brancher.

Hvis du overvejer en trinmotor til dit næste projekt, er det vigtigt at vurdere dine behov og de specifikke fordele og ulemper ved at bestemme, om en steppermotor er det rigtige valg til din applikation.

Hvad er en induktionsmotor? En omfattende oversigt

En induktionsmotor er en type elektrisk motor , der fungerer baseret på princippet om elektromagnetisk induktion. Det er en af ​​de mest almindeligt anvendte motorer i industrielle og kommercielle anvendelser på grund af dets enkelhed, holdbarhed og omkostningseffektivitet. I denne artikel dykker vi ned i arbejdsprincippet for induktionsmotorer, deres typer, fordele, ulemper og almindelige applikationer samt en sammenligning med andre motortyper.

Hvordan fungerer en induktionsmotor?

Induktionsmotoren fungerer efter princippet om elektromagnetisk induktion , opdaget af Michael Faraday. I det væsentlige, når en leder placeres i et skiftende magnetfelt, induceres en elektrisk strøm i lederen. Dette er det grundlæggende princip bag driften af ​​alle induktionsmotorer.

Nøglekomponenter i en induktionsmotor

En induktionsmotor består typisk af to hoveddele:

1. Stator : Den stationære del af motoren, normalt lavet af lamineret stål, der indeholder spoler, der er energisk ved vekslende strøm (AC) . Statoren genererer et roterende magnetfelt, når AC føres gennem spolerne.

2. Rotor : Den roterende del af motoren, placeret inde i statoren, som enten kan være en egernburrotor (mest almindelig) eller en sårrotor. Rotoren induceres til at rotere med det magnetiske felt produceret af statoren.

Det grundlæggende arbejdsprincip

• Når AC -strøm leveres til statoren, genererer den et roterende magnetfelt.

• Dette roterende magnetfelt inducerer en elektrisk strøm i rotoren på grund af elektromagnetisk induktion.

• Den inducerede strøm i rotoren genererer sit eget magnetfelt, der interagerer med statorens magnetfelt.

• Som et resultat af denne interaktion begynder rotoren at rotere og skabe mekanisk output. Rotoren skal altid 'Chase ' det roterende magnetfelt produceret af statoren, hvorfor den kaldes en induktionsmotor - fordi strømmen i rotoren er 'induceret ' af magnetfeltet i stedet for direkte leveret.

Slip induktionsmotorer

Et unikt træk ved induktionsmotorer er, at rotoren faktisk aldrig når den samme hastighed som magnetfeltet i statoren. Forskellen mellem hastigheden på statorens magnetfelt og rotorens faktiske hastighed er kendt som slip . Slippet er nødvendigt for at inducere strømmen i rotoren, hvilket er det, der genererer drejningsmoment.

Typer af induktionsmotorer

Induktionsmotorer kommer i to hovedtyper:

1. Squirrel Cage Induction Motor

Dette er den mest almindeligt anvendte type induktionsmotor. Rotoren består af lamineret stål med ledende stænger arrangeret i en lukket sløjfe. Rotoren ligner et egernbur , og på grund af denne konstruktion er den enkel, robust og pålidelig.

• Fordele :

• Høj pålidelighed og holdbarhed.

• Lave omkostninger og vedligeholdelse.

• Enkel konstruktion.

• Anvendelser : Brugt i de fleste industrielle og kommercielle applikationer pumperventilatorer , , , inklusive og transportører.

2. sårrotorinduktionsmotor

I denne type består rotoren af ​​viklinger (i stedet for kortsluttede søjler) og er forbundet til ekstern modstand. Dette giver mulighed for mere kontrol over motorens hastighed og drejningsmoment, hvilket gør det nyttigt i visse specifikke applikationer.

• Fordele :

• Tillader, at ekstern modstand tilføjes til kontrol af hastighed og drejningsmoment.

• Bedre startmoment.

• Anvendelser : Brugt i applikationer der kræver højt startmoment, eller hvor der er behov for variabel hastighedskontrol, såsom kranerhøjder , , og store maskiner.

Hvad er en synkron motor? En detaljeret oversigt

En synkron motor er en type vekselstrømsmotor , der fungerer med en konstant hastighed, kaldet synkron hastighed, uanset belastningen på motoren. Dette betyder, at motorens rotor roterer med samme hastighed som det roterende magnetfelt produceret af statoren. I modsætning til andre motorer, såsom induktionsmotorer, kræver en synkron motor en ekstern mekanisme for at starte, men den kan opretholde synkron hastighed, når den først er kørt.

I denne artikel undersøger vi arbejdsprincippet for synkrone motorer, deres typer, fordele, ulemper, applikationer og hvordan de adskiller sig fra andre motortyper som induktionsmotorer.

Hvordan fungerer en synkron motor?

Den grundlæggende drift af en synkron motor involverer interaktionen mellem det roterende magnetfelt produceret af statoren og det magnetiske felt, der er skabt af rotoren. Rotoren er i modsætning til i induktionsmotorer typisk udstyret med permanente magneter eller elektromagneter drevet af jævnstrøm (DC).

Nøglekomponenter i en synkron motor

En typisk synkron motor består af to primære komponenter:

1. Stator : Den stationære del af motoren, som normalt er sammensat af viklinger , der er drevet af vekselstrømsforsyning . Statoren genererer et roterende magnetfelt, når AC -strømmen strømmer gennem viklingerne.

2. Rotor : Den roterende del af motoren, som enten kan være en permanent magnet eller elektromagnetisk rotor, der er drevet af en DC -forsyning . Rotorens magnetfelt låser sig ind med det roterende magnetfelt på statoren, hvilket får rotoren til at dreje ved synkron hastighed.

Det grundlæggende arbejdsprincip

1. Når AC -strøm påføres statorviklingerne, roterende magnetfelt . genereres der et

2. Rotoren, med sit magnetfelt, låser sig i dette roterende magnetfelt, hvilket betyder, at rotoren følger statorens magnetfelt.

3. Når magnetfelterne interagerer, synkroniseres rotoren med statorens roterende felt, og begge roterer med samme hastighed. Dette er grunden til, at det kaldes en synkron motor - rotoren kører synkroniseret med frekvensen af ​​vekselstrømsforsyningen.

Da rotorens hastighed matcher statorens magnetfelt, fungerer synkrone motorer med en fast hastighed bestemt af hyppigheden af ​​vekselstrømsforsyningen og antallet af poler i motoren.

Typer af synkrone motorer

Synkrone motorer findes i flere forskellige konfigurationer, afhængigt af rotordesignet og applikationen.

1. Permanent magnet Synkronmotor (PMSM)

I en permanent magnet -synkronmotor er rotoren udstyret med permanente magneter, der tilvejebringer magnetfeltet til synkronisering med statorens roterende magnetfelt.

• Fordele : høj effektivitet, kompakt design og høj drejningsmomentdensitet.

• Anvendelser : Brugt i applikationer, hvor præcis hastighedskontrol er påkrævet, såsom elektriske køretøjer og højpræcisionsmaskineriet.

2. sårrotor synkronmotor

En sårrotor -synkronmotor bruger en rotor, der er såret med kobberviklinger, som er energisk med en DC -forsyning gennem slipringe. Rotorviklingerne producerer det magnetiske felt, der er nødvendigt til synkronisering med statoren.

• Fordele : Mere robuste end permanente magnetmotorer og i stand til at modstå højere effektniveauer.

• Anvendelser : Brugt i store industrielle systemer, hvor der er behov for høj effekt og drejningsmoment, såsom generatorer og kraftværker.

3. hysteresesynkronmotor

En hysteresesynkronmotor bruger en rotor med magnetiske materialer, der udviser hysterese (forsinkelsen mellem magnetiseringen og det påførte felt). Denne type motor er kendt for sin glatte og stille drift.

• Fordele : Ekstremt lav vibration og støj.

• Anvendelser : Almindelig i ure , synkroniseringsenheder og andre applikationer med lavt drejningsmoment, hvor der kræves glat drift.

Synkrone motorer er kraftfulde, effektive og præcise maskiner, der tilbyder ensartet ydelse i applikationer, der kræver korrektion af hastighed og effektfaktor . De er især fordelagtige i store industrielle systemer, kraftproduktion og applikationer, hvor præcis synkronisering er afgørende. Imidlertid gør deres kompleksitet, højere indledende omkostninger og behov for eksterne startmekanismer dem mindre egnede til visse applikationer sammenlignet med andre motortyper som induktionsmotorer.

Børsteløs DC -motorisk mekanisme

Børsteløse DC -motorer fungerer ved hjælp af to hovedkomponenter: en rotor, der indeholder permanente magneter og en stator udstyret med kobberspoler, der bliver elektromagneter, når strømmen strømmer gennem dem.

Disse motorer er klassificeret i to typer: inrunner (interne rotormotorer) og outrunner (eksterne rotormotorer). I inrunner -motorer er statoren placeret eksternt, mens rotoren roterer inde. Omvendt drejes rotoren i Outrunner Motors uden for statoren. Når strømmen leveres til statorspolerne, genererer de en elektromagnet med forskellige nord- og sydpoler. Når polariteten i denne elektromagnet er i overensstemmelse med den, der står over for den permanente magnet, afviser de lignende poler hinanden, hvilket får rotoren til at dreje. Men hvis strømmen forbliver konstant i denne konfiguration, roterer rotoren øjeblikkeligt og stopper derefter, når de modsatte elektromagneter og permanente magneter er på linje. For at opretholde kontinuerlig rotation leveres strømmen som et trefasesignal, der regelmæssigt ændrer polariteten af ​​elektromagneten.

Motorens rotationshastighed svarer til hyppigheden af ​​trefasesignalet. For at opnå hurtigere rotation kan man derfor øge signalfrekvensen. I forbindelse med et fjernbetjeningskøretøj instruerer køretøjet ved at øge gashåndtaget effektivt controlleren om at hæve skiftefrekvensen.

Hvordan fungerer børsteløs DC -motor?

EN Børstefri DC -motor , ofte benævnt en permanent magnetsynkronmotor, er en elektrisk motor, der er kendt for sin høje effektivitet, kompakt størrelse, lav støj og lang levetid. Den finder omfattende applikationer inden for både industriel fremstilling og forbrugerprodukter.

Betjeningen af ​​en børstfri DC -motor er baseret på samspillet mellem elektricitet og magnetisme. Det omfatter komponenter såsom permanente magneter, en rotor, en stator og en elektronisk hastighedskontrol. De permanente magneter fungerer som den primære kilde til magnetfeltet i motoren, der typisk bruger sjældne jordmaterialer. Når motoren er drevet, skaber disse permanente magneter et stabilt magnetfelt, der interagerer med strømmen, der strømmer inden i motoren, hvilket genererer et rotormagnetfelt.

Rotoren af ​​en Børstefri DC -motor  er den roterende komponent og består af flere permanente magneter. Dets magnetfelt interagerer med statorens magnetfelt, hvilket får den til at dreje. Statoren er på den anden side den stationære del af motoren, der består af kobberspoler og jernkerner. Når strømmen strømmer gennem statorspolerne, genererer den et varierende magnetfelt. I henhold til Faradays lov om elektromagnetisk induktion påvirker dette magnetfelt rotoren og producerer rotationsmoment.

Den elektroniske hastighedskontrol (ESC) administrerer motorens operationelle tilstand og regulerer sin hastighed ved at kontrollere den aktuelle, der leveres til motoren. ESC justerer forskellige parametre, herunder pulsbredde, spænding og strøm, for at kontrollere motorens ydelse.

Under drift strømmer strøm gennem både statoren og rotoren, hvilket skaber en elektromagnetisk kraft, der interagerer med magnetfeltet i de permanente magneter. Som et resultat roterer motoren i overensstemmelse med kommandoerne fra den elektroniske hastighedskontroller, der producerer mekanisk arbejde, der driver det tilsluttede udstyr eller maskiner.

Sammenfattende Børstefri DC -motor  fungerer efter princippet om elektriske og magnetiske interaktioner, der producerer rotationsmoment mellem de roterende permanente magneter og statorspolerne. Denne interaktion driver motorens rotation og konverterer elektrisk energi til mekanisk energi, så den kan udføre arbejde.

Kontrol af børsteløs DC -motor

For at aktivere en Børsteløs DC -motor  til at rotere, det er vigtigt at kontrollere retningen og tidspunktet for strømmen, der strømmer gennem dens spoler. Diagrammet nedenfor illustrerer statoren (spoler) og rotor (permanente magneter) af en BLDC -motor, der har tre spoler mærket U, V og W, der er placeret 120º fra hinanden. Motorens operation er drevet af at styre faser og strømme i disse spoler. Nuværende strømmer sekventielt gennem fase U, derefter fase V og til sidst fase W. Rotationen opretholdes ved kontinuerligt at skifte magnetisk flux, hvilket får de permanente magneter til at følge det roterende magnetfelt genereret af spolerne. I det væsentlige skal energisation af spoler U, V og W konstant skiftes for at holde den resulterende magnetiske flux i bevægelse og derved skabe et roterende magnetfelt, der kontinuerligt tiltrækker rotormagneterne.

Der er i øjeblikket tre mainstream børsteløse motoriske kontrolmetoder:

1. Trapezoidal bølgekontrol

Trapezoidal bølgekontrol, ofte benævnt 120 ° kontrol eller 6-trins pendlingskontrol, er en af ​​de mest ligetil metoder til kontrol af børsteløse DC (BLDC) motorer. Denne teknik involverer anvendelse af firkantede bølgestrømme på de motoriske faser, der synkroniseres med den trapezformede back-EMF-kurve for BLDC-motoren for at opnå optimal drejningsmomentgenerering. BLDC Ladder Control er velegnet til en række forskellige motoriske styringssystemdesign på tværs af adskillige applikationer, herunder husholdningsapparater, kølekompressorer, HVAC-blæsere, kondensatorer, industrielle drev, pumper og robotik.

Square Wave Control -metoden giver flere fordele, herunder en ligetil kontrolalgoritme og lave hardwareomkostninger, hvilket giver mulighed for højere motorhastigheder ved hjælp af en standardpræstationskontroller. Imidlertid har det også ulemper, såsom betydelige drejningsmomentsvingninger, et vist niveau af aktuel støj og effektivitet, der ikke når dets maksimale potentiale. Trapezoidal bølgekontrol er især velegnet til applikationer, hvor høj rotationsydelse ikke er påkrævet. Denne metode anvender en Hall-sensor eller en ikke-induktiv estimeringsalgoritme til at bestemme rotorens position og udfører seks pendlinger (en hver 60 °) inden for en 360 ° elektrisk cyklus baseret på denne position. Hver pendling genererer kraft i en bestemt retning, hvilket resulterer i en effektiv positionsnøjagtighed på 60 ° i elektriske termer. Navnet 'Trapezoidal bølgekontrol ' kommer fra det faktum, at fasestrømbølgeformen ligner en trapezformet form.

2. sinusbølgekontrol

Sine Wave Control-metoden anvender rumvektorpulsbredde-modulation (SVPWM) til at producere en trefaset sinusbølgespænding, hvor den tilsvarende strøm også er en sinusbølge. I modsætning til firkantbølgekontrol involverer denne tilgang ikke diskrete pendlingstrin; I stedet behandles det som om et uendeligt antal pendlinger forekommer inden for hver elektrisk cyklus.

Det er klart, at sinusbølgekontrol giver fordele i forhold til firkantbølgekontrol, herunder reducerede drejningsmomentsvingninger og færre aktuelle harmonik, hvilket resulterer i en mere raffineret kontroloplevelse. Imidlertid kræver det lidt mere avanceret ydelse fra controlleren sammenlignet med firkantbølgekontrol, og den opnår stadig ikke maksimal motorisk effektivitet.

3. feltorienteret kontrol (FOC)

Feltorienteret kontrol (FOC), også kaldet Vector Control (VC), er en af ​​de mest effektive metoder til effektiv styring Børsteløse DC -motorer  (BLDC) og permanent magnetsynkronmotorer (PMSM). Mens sinusbølgekontrol styrer spændingsvektoren og indirekte kontrollerer den aktuelle størrelse, har den ikke kapacitet til at kontrollere strømens retning.

FOC -kontrolmetoden kan ses som en forbedret version af sinusbølgekontrol, da den muliggør kontrol af den aktuelle vektor, hvilket effektivt styrer vektorkontrollen af ​​motorens statormagnetfelt. Ved at kontrollere retning af statormagnetfeltet sikrer det, at stator- og rotormagnetiske felterne forbliver i en 90 ° vinkel på alle tidspunkter, hvilket maksimerer drejningsmomentudgangen for en given strøm.

4. sensorløs kontrol

I modsætning til konventionelle motoriske kontrolmetoder, der er afhængige af sensorer, gør sensorfri kontrol gør det muligt for motoren at fungere uden sensorer, såsom hallsensorer eller kodere. Denne tilgang anvender motorens nuværende og spændingsdata til at konstatere rotorens position. Motorhastigheden beregnes derefter baseret på ændringer i rotorposition ved hjælp af disse oplysninger til at regulere motorens hastighed effektivt.

Den primære fordel ved sensorløs kontrol er, at den eliminerer behovet for sensorer, hvilket muliggør pålidelig drift i udfordrende miljøer. Det er også omkostningseffektivt, der kun kræver tre stifter og optager minimal plads. Derudover forbedrer fraværet af hallsensorer systemets levetid og pålidelighed, da der ikke er nogen komponenter, der kan blive beskadiget. En bemærkelsesværdig ulempe er imidlertid, at den ikke giver en jævn start. Ved lave hastigheder eller når rotoren er stationær, er den bagerste elektromotoriske kraft utilstrækkelig, hvilket gør det vanskeligt at detektere nulkrydspunktet.

DC børstet vs. børsteløse motorer

Ligheder mellem DC børstede og børsteløse motorer

Børsteløse DC -motorer og børstede DC -motorer deler visse fælles egenskaber og operationelle principper:

Både børsteløse og børstede DC -motorer har en lignende struktur, der omfatter en stator og en rotor. Statoren producerer et magnetfelt, mens rotoren genererer drejningsmoment gennem dens interaktion med dette magnetfelt, hvilket effektivt omdanner elektrisk energi til mekanisk energi.

Begge Børsteløse DC -motorer og børstede DC -motorer kræver en DC -strømforsyning for at tilvejebringe elektrisk energi, da deres drift er afhængig af jævnstrøm.

Begge typer motorer kan justere hastighed og drejningsmoment ved at ændre indgangsspændingen eller strømmen, hvilket muliggør fleksibilitet og kontrol i forskellige applikationsscenarier.

Forskelle mellem børstede og børsteløse DC -motorer

Mens børstet og Børsteløse DC -motorer deler visse ligheder, de udviser også betydelige forskelle med hensyn til ydeevne og fordele. Børstede DC -motorer bruger børster til at kommutatere motorens retning, hvilket muliggør rotation. I modsætning hertil anvender børsteløse motorer elektronisk kontrol til erstatning for den mekaniske pendlingsproces.

Børsteløs DC -motorisk type

BESFOC BLDC Motorype

Der er mange typer børsteløse DC -motor, der er solgt af Jkongmotor, og forståelse af egenskaber og anvendelser af forskellige typer steppermotorer vil hjælpe dig med at beslutte, hvilken type der er bedst for dig.

1. Standard BLDC Motor (indre rotor)

BESFOC leverer NEMA 17, 23, 24, 34, 42, 52 ramme og metrisk størrelse 36mm - 130 mm standard børsteløs DC -motor. Motorerne (intern rotor) inkluderer 3 -fase 12V/24V/36V/48V/72V/110V lavspænding og 310V højspændings elektriske motorer med et effektområde på 10W - 3500W og et hastighedsområde på 10 rpm - 10000 rpm. Integrerede hallsensorer kan bruges i applikationer, der kræver præcis position og hurtig feedback. Mens standardindstillingerne tilbyder fremragende pålidelighed og høj ydeevne, kan de fleste af vores motorer også tilpasses til at arbejde med forskellige spændinger, kræfter, hastigheder osv. Tilpasset skafttype/længde og monteringsflanger er tilgængelige på anmodning.

2. gearet BLDC Motor

En børstfri DC-gearet motor er en motor med en indbygget gearkasse (inklusive spur gearkasse, orm gearkasse og planetarisk gearkasse). Gearene er forbundet til motorens drivaksel. Dette billede viser, hvordan gearkassen er indkvarteret i motorhuset.

Gearkasser spiller en afgørende rolle i at sænke hastigheden på børsteløse DC -motorer, mens outputmomentet forbedres. Typisk fungerer børsteløse DC -motorer effektivt i hastigheder fra 2000 til 3000 o / min. For eksempel, når den er parret med en gearkasse, der har et transmissionsforhold på 20: 1, kan motorens hastighed reduceres til omkring 100 til 150 o / min, hvilket resulterer i en tyvefuld stigning i drejningsmoment.

Derudover minimerer integrering af motoren og gearkassen i et enkelt hus de eksterne dimensioner af gearede børsteløse DC -motorer, der optimerer brugen af ​​tilgængeligt maskinrum.

3. den ydre rotor BLDC -motor

Nylige teknologiske fremskridt fører til udvikling af mere kraftfuld trådløst udendørs kraftudstyr og værktøjer. En bemærkelsesværdig innovation inden for kraftværktøjer er den eksterne rotor børsteløse motoriske design.

Ydre rotor Børsteløse DC -motorer eller eksternt drevne børsteløse motorer har et design, der indeholder rotoren på ydersiden, hvilket giver mulighed for glattere betjening. Disse motorer kan opnå højere drejningsmoment end lignende interne rotordesign. Den øgede inerti leveret af eksterne rotormotorer gør dem særlig velegnet til applikationer, der kræver lav støj og konsekvent ydelse i lavere hastigheder.

I en ydre rotormotor placeres rotoren eksternt, mens statoren er placeret inde i motoren.

Ydre rotor Børsteløse DC-motorer er typisk kortere end deres indre rotoriske kolleger og tilbyder en omkostningseffektiv løsning. I dette design er permanente magneter fastgjort til et rotorhus, der drejer sig om en indre stator med viklinger. På grund af den højere inerti af rotoren oplever ydre-rotormotorer lavere momentrippel sammenlignet med indre rotormotorer.

4. Integreret BLDC Motor

Integrerede børsteløse motorer er avancerede mekatroniske produkter designet til brug i industrielle automatiserings- og kontrolsystemer. Disse motorer er udstyret med en specialiseret, højtydende børsteløs DC-motordriverchip, hvilket giver adskillige fordele, herunder høj integration, kompakt størrelse, komplet beskyttelse, ligetil ledning og forbedret pålidelighed. Denne serie tilbyder en række integrerede motorer med effektudgange fra 100 til 400W. Desuden bruger den indbyggede driver avanceret PWM-teknologi, hvilket gør det muligt for den børsteløse motor at fungere i høje hastigheder med minimal vibration, lav støj, fremragende stabilitet og høj pålidelighed. Integrerede motorer har også et rumbesparende design, der forenkler ledninger og reducerer omkostningerne sammenlignet med traditionelle separate motor- og drivkomponenter.

Sådan vælger du børsteløs DC -motordriver

1.. Valg af en passende børsteløs motor

Begynd med at vælge en Børsteløs DC -motor  baseret på dens elektriske parametre. Det er vigtigt at bestemme nøglespecifikationer, såsom det ønskede hastighedsområde, drejningsmoment, nominel spænding og nominel drejningsmoment, før du vælger den passende børsteløse motor. Typisk er den nominelle hastighed for børsteløse motorer omkring 3000 o / min med en anbefalet driftshastighed på mindst 200 o / min. Hvis der er behov for langvarig betjening ved lavere hastigheder, skal du overveje at bruge en gearkasse til at reducere hastigheden, mens det øger drejningsmomentet.

Vælg derefter a Børsteløs DC -motor  i henhold til dens mekaniske dimensioner. Sørg for, at motorens installationsdimensioner, udgangsakseldimensioner og den samlede størrelse er kompatible med dit udstyr. Vi tilbyder tilpasningsmuligheder til børsteløse motorer i forskellige størrelser baseret på kundebehov.

2. Valg af den rigtige børsteløse driver

Vælg den relevante driver baseret på de elektriske parametre for den børsteløse motor. Når du vælger en driver, skal du bekræfte, at motorens nominelle effekt og spænding falder inden for førerens tilladte interval for at sikre kompatibilitet. Vores række af børsteløse drivere inkluderer lavspændingsmodeller (12-60 VDC) og højspændingsmodeller (110/220 VAC), der er skræddersyet til henholdsvis lavspændings- og højspændingsbørsteløse motorer. Det er vigtigt ikke at blande disse to typer.

Overvej desuden installationsstørrelsen og varmeafledningskravene for føreren for at sikre, at den fungerer effektivt i sit miljø.

Fordele og ulemper ved børsteløse DC -motorer

Fordele

Brushless DC Motors (BLDC) tilbyder adskillige fordele sammenlignet med andre motortyper, herunder kompakt størrelse, høj udgangseffekt, lav vibration, minimal støj og udvidet levetid. Her er nogle vigtige fordele ved BLDC Motors:

1. Effektivitet : BLDC -motorer kan kontinuerligt håndtere maksimalt drejningsmoment, i modsætning til børstede motorer, der kun opnår et maksimalt drejningsmoment på specifikke punkter under rotation. Derfor kan mindre BLDC -motorer generere betydelig kraft uden behov for større magneter.

2. Kontrolbarhed : Disse motorer kan kontrolleres nøjagtigt via feedbackmekanismer, hvilket muliggør nøjagtigt drejningsmoment og hastighedslevering. Denne præcision forbedrer energieffektiviteten, reducerer varmegenerering og udvider batteriets levetid i batteridrevne applikationer.

3. Levetid og støjreduktion : Uden børster at slides, har BLDC Motors en længere levetid og producerer lavere elektrisk støj. I modsætning hertil skaber børstede motorer gnister under kontakt mellem børster og kommutatoren, hvilket resulterer i elektrisk støj, hvilket gør BLDC-motorer foretrukket i støjfølsomme applikationer.

Yderligere fordele inkluderer:

• Højere effektivitet og effekttæthed sammenlignet med induktionsmotorer (ca. 35% reduktion i volumen og vægt for den samme output).

• Lang levetid og stille drift på grund af præcisionskuglelejer.

• Et bredt hastighedsområde og fuld motorisk output på grund af en lineær drejningsmomentkurve.

• Nedsat elektriske interferensemissioner.

• Mekanisk udskiftelighed med trinmotorer, sænkning af byggeomkostninger og øget komponentvariation.

Ulemper

På trods af deres fordele har børsteløse motorer nogle ulemper. Den sofistikerede elektronik, der kræves til børsteløse drev, resulterer i højere samlede omkostninger sammenlignet med børstede motorer.

Den feltorienterede kontrol (FOC) -metode, der tillader præcis kontrol af magnetfeltets størrelse og retning, giver stabilt drejningsmoment, lav støj, høj effektivitet og hurtig dynamisk respons. Imidlertid leveres det med høje hardwareomkostninger, strenge ydelseskrav til controlleren og behovet for, at motorparametre skal matches tæt.

En anden ulempe er, at børsteløse motorer kan opleve jitter ved opstart på grund af induktiv reaktans, hvilket resulterer i mindre glat drift sammenlignet med børstede motorer.

Desuden, Børsteløse DC -motorer kræver specialiseret viden og udstyr til vedligeholdelse og reparation, hvilket gør dem mindre tilgængelige for gennemsnitlige brugere.

Anvendelser og anvendelser af børsteløse DC -motorer

Brushless DC Motors (BLDC) bruges i vid udstrækning på tværs af forskellige industrier, herunder industriel automatisering, bilindustri, medicinsk udstyr og kunstig intelligens på grund af deres levetid, lav støj og højt drejningsmoment.

1. Industriel automatisering

I industriel automatisering, Børsteløse DC -motorer er afgørende for applikationer såsom servomotorer, CNC -værktøjsmaskiner og robotik. De tjener som aktuatorer, der kontrollerer bevægelserne fra industrielle robotter til opgaver som maleri, produktsamling og svejsning. Disse applikationer kræver højpræcisionsmotorer med høj effektivitet, som BLDC-motorer er veludstyrede til at levere.

2. elektriske køretøjer

Børsteløse DC -motorer er en betydelig anvendelse i elektriske køretøjer, især der tjener som drivmotorer. De er især afgørende i funktionelle udskiftninger, der kræver præcis kontrol og i områder, hvor komponenter ofte bruges, hvilket nødvendiggør langvarig ydeevne. Efter servostyringssystemer repræsenterer klimaanlæg kompressormotorer en primær applikation til disse motorer. Desuden udgør trækkraftmotorer til elektriske køretøjer (EV'er) også en lovende mulighed for børsteløse DC -motorer. I betragtning af at disse systemer fungerer på begrænset batterikraft, er det vigtigt, at motorer er både effektive og kompakte til at imødekomme stramme pladsbegrænsninger.

Da elektriske køretøjer nødvendiggør motorer, der er effektive, pålidelige og lette til at levere strøm, bruges børsteløse DC -motorer, der har disse kvaliteter, i vid udstrækning i deres drevsystemer.

3. Aerospace & Drones

I luftfartssektoren, Børsteløse DC -motorer er blandt de mest anvendte elektriske motorer på grund af deres ekstraordinære ydelse, hvilket er afgørende i disse applikationer. Moderne luftfartsteknologi er afhængig af kraftfulde og effektive børsteløse DC -motorer til forskellige hjælpesystemer inden for fly. Disse motorer bruges til at kontrollere flyoverflader og tændssystemer i kabinen, såsom brændstofpumper, lufttrykpumper, strømforsyningssystemer, generatorer og strømfordelingsudstyr. Den fremragende ydelse og høj effektivitet af børsteløse DC -motorer i disse roller bidrager til den nøjagtige kontrol af flyoverflader, hvilket sikrer flyets stabilitet og sikkerhed.

I droneteknologi, Børsteløse DC -motorer bruges til at kontrollere forskellige systemer, herunder interferenssystemer, kommunikationssystemer og kameraer. Disse motorer adresserer effektivt udfordringerne ved høj belastning og hurtig respons, hvilket leverer høj udgangseffekt og hurtig reaktion for at sikre pålideligheden og ydelsen af ​​droner.

4. medicinsk udstyr

Børsteløse DC -motorer er også omfattende anvendt i medicinsk udstyr, herunder enheder som kunstige hjerter og blodpumper. Disse applikationer kræver motorer, der er høj præcision, pålidelige og lette, som alle er egenskaber, som børsteløse DC-motorer kan give.

Som en meget effektiv, lav-støj og langvarig motor Børsteløse DC -motorer bruges i vid udstrækning i sektoren for medicinsk udstyr. Deres integration i enheder såsom medicinske aspiratorer, infusionspumper og kirurgiske senge har forbedret stabiliteten, nøjagtigheden og pålideligheden af ​​disse maskiner, hvilket bidrager til fremskridt til fremskridt inden for medicinsk teknologi.

5. Smart hjem

Inden for smarte hjemmesystemer, Børsteløse DC -motorer er ansat i forskellige apparater, herunder cirkulerende fans, luftfugtere, affugtere, luftfriskere, opvarmnings- og køleventilatorer, håndtørrere, smarte låse og elektriske døre og vinduer. Skiftet fra induktionsmotorer til børsteløse DC -motorer og deres tilsvarende controllere i husholdningsapparater opfylder bedre kravene til energieffektivitet, miljømæssig bæredygtighed, avanceret intelligens, lav støj og brugerkomfort.

Børsteløse DC -motorer er blevet brugt i lang tid i forbrugerelektronik, herunder vaskemaskiner, klimaanlæg og støvsugere. For nylig har de fundet applikationer i fans, hvor deres høje effektivitet har betydeligt sænket elforbruget.

Sammenfattende, den praktiske anvendelse af Børsteløse DC -motorer er udbredt i hverdagen. Brushless DC Motors (BLDC) er effektive, holdbare og alsidige og betjener en lang række applikationer på tværs af forskellige brancher. Deres design, forskellige typer og applikationer placerer dem som væsentlige komponenter inden for moderne teknologi og automatisering.